Question

19．小明在做“探究電流與電阻關系”的實驗時，選擇了兩節(jié)蓄電池（電壓共6V）、阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻R₁、R₂、R₃，最大阻值為20Ω的滑動變阻器R及其他有關器材．
（1）小明連接的電路如圖所示，其中有一個元件連接錯誤，請在實物圖中的錯誤連線上打“×”，并將正確的連線畫在圖中．
（2）電路連接正確后，小明測量出定值電阻R₁兩端電壓為2V時的電流值，斷開開關，將電阻R₁取下，換成R₂時，為了保證定值電阻R₂兩端的電壓也是2V，應調節(jié)滑動變阻器的滑片使其阻值增大．（選填“增大”或“減小”）
（3）小明發(fā)現當換接 R₃時，無論如何滑線變阻器都不能使R₃兩端的電壓達到2V，原因可能是滑動變阻器的最大阻值選小了．
（4）小明根據實驗測出的兩組數據，得出了實驗結論，你認為是否合適，說出你的理由：不合適，僅僅有兩組實驗數據，無法得出普遍的規(guī)律．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，滑動變阻器同時接下面兩個接線柱，滑動變阻器連接錯誤，應改為接一上一下兩個接線柱．
（2）在探究電流跟電阻的關系時，應移動滑片，保持電阻兩端的電壓不變；故據歐姆定律分析即可判斷；
（3）滑動變阻器與電阻R₃串聯，電源電壓一定，由串聯電路特點知，滑動變阻器電壓越大，電阻兩端電壓越小，電壓表示數越��；現在無論如何調節(jié)滑動變阻器都不能使R₃兩端電壓達到2V，可能是因為滑動變阻器分壓太小造成的，根據題意由歐姆定律及串聯電路特點求出滑動變阻器全部接入電路時，求出電阻R₃兩端的電壓，找出原因．
（4）從實驗結論的普遍性的角度分析即可判斷．

解答 解：（1）由電路圖可知，滑動變阻器同時接下面兩個接線柱，滑動變阻器連接錯誤，應改為接一上一下兩個接線柱，電路圖如圖所示

（2）電路連接正確后，小明測量出定值電阻R₁兩端電壓為2V時的電流值，斷開開關，將電阻R₁取下，換成R₂時，即此時的電阻變大，在滑片不動的情況下，定值電阻分擔的電壓變大，故會大于2V，而此實驗中要求定值電阻兩端的電壓保持不變，所以應該讓變阻器分擔的電壓變大，故應移動滑片，讓變阻器的有效電阻變大，從而分擔的電壓變多，使得定值電阻兩端的電壓變�。�
（3）由題意知，實驗所用定值電阻與滑動變阻器的最大阻值均為20Ω，電源電壓為6V，定值電阻與滑動變阻器串聯，滑動變阻器阻值全部接入電路時，定值電阻兩端電壓最小，此時電路的電流是：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{20Ω+15Ω}$≈0.17A
此時定值電阻的電壓是：
U=IR=0.17A×15Ω=2.5V；所以此時定值電阻兩端電壓最小是2.5V，故無論如何滑線變阻器都不能使R₃兩端的電壓達到2V，這是由于滑動變阻器的最大電阻太小的緣故．
（4）從實驗結論的普遍性的角度分析，該實驗過程不是很合適的，這是由于僅僅有兩組實驗數據，實驗次數太少，所得實驗結論不具有普遍性．
故答案為：（1）見上圖；（2）增大；（3）滑動變阻器的最大阻值選小了；（4）不合適，僅僅有兩組實驗數據，無法得出普遍的規(guī)律．

點評 本題考查了實驗的注意事項、電路連接錯誤分析與改正、電路分析等問題；要注意滑動變阻器在電路中的接法，滑動變阻器不能同時只接上面兩個或下面兩個接線柱，應接一上一下兩個接線柱．