Question

1．小敏用如圖甲所示的電路圖，研究“通過導體的電流與導體電阻的關(guān)系”，電源電壓恒為3V，5個定值電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑動變阻器最大阻值為10Ω．

（1）開關(guān)S閉合前，滑動變阻器的滑片應滑到右端（填“左”或“右”）；實驗過程中，移動變阻器滑片時，眼睛應注視B（選填序號）．
A．變阻器滑片      B．電壓表示數(shù)     C．電流表示數(shù)
（2）小敏記下前4次實驗的電流和電阻值，描繪在丙圖中．乙圖中陰影部分面積表示的物理量是電壓，它的值為2V．
（3）第5次實驗，將電阻由20Ω換為30Ω時，應將滑動變阻器的滑片向右端移動（填“左”或“右”），但小敏發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P，電阻兩端的電壓始終無法達到需要的電壓．經(jīng)檢查，電路連接無誤，各元件均完好，請你幫他找出一種可能的原因變阻器的最大阻值太�。�
（4）為完成整個實驗，需要一個最大阻值不小于15Ω的滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）為保護電路，開關(guān)閉合前，應將滑片移至最大阻值處；
要探究電流與電阻的關(guān)系，改變電阻，保持電阻兩端的電壓不變；
（2）陰影部分為電流和電阻的乘積，應該為定值電阻兩端的電壓值；
（3）根據(jù)串分壓的知識，換用較大阻值的電阻，電壓表的示數(shù)變大，為使其示數(shù)不變，應增大滑動變阻器的阻值，從而可判斷滑片的移動方向；
定值電阻的阻值越大，所需滑動變阻器的阻值也越大，可計算出當電阻值為30Ω時所需滑動變阻器的阻值，與其最大阻值比較便可得出結(jié)論；
（4）根據(jù)（3）的分析可得結(jié)論．

解答 解：（1）由圖知，變阻器的下面接了左邊的接線柱，所以在閉合開關(guān)前，應將滑片移至最右端，使其阻值最大；
探究電流與電阻的關(guān)系，改變電阻，保持電阻兩端的電壓不變，因此移動變阻器滑片時，眼睛應注視電壓表；
（2）陰影部分為橫、縱坐標的乘積，即陰影部分的面積為：S=IR=U_R，即測量的是電壓：U_R=IR=0.2A×10Ω=2V；
（3）將電阻由20Ω換為30Ω時，電壓表的示數(shù)將變大，要使電壓表的示數(shù)不變，應增大滑動變阻器的阻值，將滑片向右滑動；
當電阻值為30Ω時，電路中的電流：I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{2V}{30Ω}$=$\frac{1}{15}$A；
變阻器兩端的電壓：U_滑=3V-2V=1V；
所以變阻器的阻值應為：R_滑=$\frac{1V}{\frac{1}{15}A}$=15Ω＞10Ω，所以使用此滑動變阻器無法使電壓表的示數(shù)達到2V；
（4）由（3）分析可知，所需滑動變阻器的最大阻值應不小于15Ω．
故答案為：（1）右；B；（2）電壓；2V；（3）右；變阻器的最大阻值太小；（4）15．

點評 本題從實驗注意事項、實驗操作、實物圖的連接、滑動變阻器的選擇、歐姆定律的應用等方面較為綜合的考查了學生對實驗的了解情況，從中加強了學生綜合能力的培養(yǎng)，是一道不錯的實驗題．