Question

13．在探究“通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某間學(xué)連接的電路如圖甲所示．已知電源電壓恒為3.0V，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Ω 0.5A”，可供選擇的定值電阻的阻值為5Ω、10Ω、15Ω、25Ω和30Ω
（1）請(qǐng)將甲圖中的實(shí)物電路連接完整．要求滑動(dòng)變陽器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)電路中的電流變大，且導(dǎo)線不允許交叉
（2）電路連接正確后，先用5Ω的定值電阻進(jìn)行試驗(yàn)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，記下電流表的示數(shù)如圖乙所示；再將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，移動(dòng)滑片直至電壓表示數(shù)為1.5V，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.3A
（3）為了完成上述實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)還能測(cè)量一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

Answer 1

分析 （1）電壓表與被測(cè)電阻并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑片向右滑時(shí)電路中的電流變大，說明滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變小，即右下方接線柱必須接入電路中；
（2）先確定電流表的量程和分度值，讀出電流表的示數(shù)；
探究電流與電阻的關(guān)系，需保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)U=IR可計(jì)算出電阻兩端的電壓值；
（3）定值電阻的阻值越大，所需變阻器的阻值越大，可根據(jù)變阻器的最大阻值計(jì)算出可接入的最大阻值，確定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的組數(shù)．

解答 解：（1）探究“通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器要與定值電阻串聯(lián)，采取“一上一下”的連接方式，滑片向右滑時(shí)電路中的電流變大，說明滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變小，即右下方接線柱必須接入電路中；如下圖所示：

（2）由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，示數(shù)為0.3A；
電阻兩端的電壓為U=IR=0.3A×5Ω=1.5V，將5Ω的定值電阻換成10Ω定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，應(yīng)保持電阻兩端的電壓為1.5V不變，所以應(yīng)移動(dòng)滑片直至電壓表示數(shù)為1.5V；
（3）由以上分析知，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持定值電阻兩端的電壓為1.5V不變，變阻器的最大阻值為20Ω，電路中的電流應(yīng)為I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{4.5V-1.5V}{20Ω}$=0.15A；
則允許接的最大電阻值為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω，15Ω、25Ω和30Ω均大于10Ω，不可以使用，則電路中只能接入5Ω和10Ω的電阻，所以還能測(cè)出一組．
故答案為：（1）見上圖；（2）1.5；0.3；（3）一．

點(diǎn)評(píng) 探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，要注意保持電阻兩端的電壓不變，本題考查了電路的連接、電流表的讀數(shù)及定值電阻的選擇，（3）是該題的難點(diǎn)，關(guān)鍵要注意電阻的阻值越大，所需變阻器的阻值越大．