Question

11．“探究電流與電阻的關系”實驗，如圖甲，電源電壓為15V保持不變，滑動變阻器上標有“20Ω 3A”字樣，實驗中所用定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω．

（1）用筆畫線代替導線將圖乙電路連接完整．
（2）小明在a、b間接入5Ω的電阻，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)如圖丙所示，此時電流為1A．斷開開關，保持滑片的位置不變，用l0Ω的電阻替換5Ω的電阻，閉合開關，為完成實驗，接下來應將滑片向左端移動．
（3）斷開開關，再用15Ω的電阻替換10Ω的電阻繼續(xù)實驗時，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片都不能完成實驗，為了能夠繼續(xù)實驗，完成四次探究，小明設計了如下兩個調(diào)整方案，請幫助他填寫完整：
A．如果只調(diào)整a、b兩點間的電壓，他應控制a、b間電壓不低于7.5V．
B．如果只更換滑動變阻器，則更換的滑動變阻器最大阻值不小于40Ω．

Answer 1

分析 （1）掌握滑動變阻器的接法，需接一上一下；
（2）根據(jù)電流表正確讀數(shù)方法讀出電路中的電流；根據(jù)串分壓的知識，判斷出阻值減小時電壓表示數(shù)的變化，從而判斷出滑動變阻器阻值的變化，得出滑片移到的方向；
（3）要探究電流與電阻的關系，需保持電阻兩端的電壓不變，應用串聯(lián)電路特點與歐姆定律分析答題．

解答 解：（1）滑動變阻器已接了下面一個接線柱，應再連上面一個接線柱，如圖所示：

（2）因為電壓表的示數(shù)為額定電壓時，電流表示數(shù)如圖所示，即1A；
用10Ω的電阻替換5Ω的電阻后，電阻變大，電壓表的示數(shù)變大，為保持其示數(shù)不變，則應增大滑動變阻器的阻值，使滑片向左移動；
（3）A、當電阻為20Ω時，所需滑動變阻器的阻值最大，設為20Ω，則此時電壓表的示數(shù)為$\frac{15V}{20Ω+20Ω}$×20Ω=7.5V．
B．滑動變阻器兩端電壓是定值電阻兩端電壓的2倍，由串聯(lián)電路特點可知，滑動變阻器接入電路的阻值是定值電阻阻值的2倍，定值電阻阻值為20Ω時，滑動變阻器接入電路的阻值應為40Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）1；左；（3）A.7.5；B.40．

點評 此題是探究電流與電阻關系的實驗，考查了滑動變阻器的連接及使用、歐姆定律的應用及串分壓的知識．解決此題的關鍵是計算出導體兩端的電壓值．