Question

4．小明同學(xué)用如圖所示的電路來驗證“電流與電阻的關(guān)系”，所用器材有：電壓恒為3V的電源，阻值為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻各一只，“15Ω  1A”的滑動變阻器一只，學(xué)生用電流表，電壓表各一只，開關(guān)和導(dǎo)線若于．
（1）實驗過程中他控制定值電阻兩端的電壓最小值為1.7V．
（2）在實驗過程中，他用10Ω的電阻替換5Ω的定值電阻，替換后，他應(yīng)該調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片向阻值較大（選填“較大”或“較小”）的地方移動，使電壓表示數(shù)保持不變，然后再記錄電流表的示數(shù)．
（3）若實驗中，小明要使阻值為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻兩端電壓均為1.5V，小明選擇的滑動變阻器的最大阻值應(yīng)20Ω．

Answer 1

分析 （1）電源電壓一定，由上一步知定值電阻兩端電壓較小時，需要滑動變阻器兩端電壓較高，也就是接入電路的電阻較大．如果提高定值電阻兩端電壓，則滑動變阻器分擔(dān)的電壓就會降低，接入電路的電阻會減�。�
（2）將10Ω的電阻替換5Ω的電阻接入電路中，在電路中分壓增大，應(yīng)該移動滑片使導(dǎo)體兩端的電壓不變．
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律分析．

解答 解：（1）當(dāng)阻值為20Ω的定值電阻與最大阻值為15Ω的滑動變阻器串聯(lián)在3V電源時，定值電阻兩端電壓為$\frac{4}{7}$×3V=1.7V．也就是說，只要定值電阻兩端電壓不小于1.7V（不大于3V），利用現(xiàn)有器材就能完成本實驗．
（2）將10Ω的電阻替換5Ω的電阻接入電路中，在定值電阻兩端分壓增大，應(yīng)該向右移動滑片增大滑動變阻器的阻值，從而使導(dǎo)體兩端的電壓不變，即電壓表示數(shù)不變．
（3）若實驗中，小明要使阻值為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻兩端電壓均為1.5V，當(dāng)定值電阻最大時，滑動變阻器的電阻最大，此時滑動變阻器兩端的電壓與定值電阻兩端的電壓相同，電阻也相同，故最大阻值為20Ω．
故答案為：（1）1.7；（2）較大；電壓表示數(shù)；（3）20．

點評 本題考查了探究“電流與電阻的關(guān)系”的實驗，涉及了歐姆定律和串聯(lián)電路特點的應(yīng)用，綜合性強，有一定的難度．