Question

18．李明和小亮利用如圖（甲）所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”．已知電源電壓為6V且保持不變，實驗用到的滑動變阻器標有30Ω 1A，定值電阻R的阻值分別為10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）李明根據(jù)圖（甲）所示電路圖，將圖（乙）中的實驗器材連接成實驗電路，小亮在檢查時認為，從實驗目的來看，實驗電路上有一根導線連接錯了，建議李明改線．①請在接錯的那根線上打“×”；②另畫一根導線，使電路連接正確；③如果不改接這根導線，對實驗的影響是：不能測出定值電阻兩端的電壓（具體說明是什么影響）．
（2）李明將電路改接正確后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片到某位置，保持電壓表的示數(shù)為2.5V，電流表的指示如圖（丙）所示，則電流表的讀數(shù)是0.25 A，連接電路的電阻R的阻值是10Ω．
（3）實驗中，若保持電壓表的示數(shù)為2.5V不變，將定值電阻R的阻值由20Ω更換為25Ω時，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)都不能為設定值；這是因為滑動變阻器的最大阻值太小，不能達到分壓要求．為了使實驗順利完成，在保證現(xiàn)有器材不變的情況下可采取的方法是將其他任意一定值電阻串聯(lián)在電路中，移動滑動變阻器滑片，使得電壓表的示數(shù)為2.5V不變，讀出電流表的示數(shù)即可．

Answer 1

分析 （1）對照電路圖檢查實物連圖，電流表串聯(lián)在電路中，滑動變阻器串聯(lián)在電路中，接線一上一下；電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端；
（2）看清量程和分度值，讀出示數(shù)即可；利用R=$\frac{U}{I}$求出連入的阻值大��；
（3）要探究電流與電阻的關(guān)系，需要改變接入電路的定值電阻的阻值，同時保持兩端電壓一定；定值電阻變化，兩端電壓相應變化，要保持電阻兩端電壓不變，就要調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，調(diào)整接入電路的阻值大小；
當定值電阻R的阻值由20Ω換成25Ω時，根據(jù)歐姆定律求出此時電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知滑動變阻器兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值．

解答 解：
（1）由實物圖可知，電壓表測的是滑動變阻器與R_x兩端的總電壓，顯然與實驗要求不符，這樣不能測出待測電阻兩端的電壓，修改如圖所示；

（2）由圖知，電流表采用量程是0～0.6A，分度值是0.02A；所以電流I=0.25A；
保持電壓表的示數(shù)為2.5V，則電阻R的阻值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω．
（3）實驗中，若保持電壓表的示數(shù)為2.5V不變，當定值電阻R的阻值由20Ω換成25Ω時，
電路中的電流：I′=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{2.5V}{25Ω}$=0.1A，
滑動變阻器的阻值：R_滑′=$\frac{U-{U}_{R}}{I′}$=$\frac{6V-2.5V}{0.1A}$=35Ω＞30Ω，
由此可知，滑動變阻器的最大阻值太小，不能達到分壓要求；
為了使實驗順利完成，應增大滑動變阻器的最大阻值，在保證現(xiàn)有器材不變的情況下，可將其他任意一定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，等效為一個阻值更大的滑動變阻器，即方法為：將其他任意一定值電阻串聯(lián)在電路中，移動滑動變阻器滑片，使得電壓表的示數(shù)為2.5V不變，讀出電流表的示數(shù)即可．
故答案為：
（1）電路連接見上圖；不能測出定值電阻兩端的電壓；
（2）0.25；10；
（3）滑動變阻器的最大阻值太小，不能達到分壓要求；將其他任意一定值電阻串聯(lián)在電路中，移動滑動變阻器滑片，使得電壓表的示數(shù)為2.5V不變，讀出電流表的示數(shù)即可．

點評 此題考查探究“電流與電阻的關(guān)系”的實驗，本題中涉及到了電路的連接、電流表與電壓表的讀數(shù)、誤差產(chǎn)生原因及分析，綜合性強，必須對歐姆定律有深入的理解．