Question

7．在“探究一定電壓下，電流與電阻的關(guān)系”的實驗中，老師提供的實驗器材有：電源（電壓恒為4.5伏），電流表、電壓表各一個，開關(guān)一個，四個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），兩只滑動變阻器（規(guī)格分別為“20Ω  2A”、“50Ω  1A”），導(dǎo)線若干．
（1）請在答題卡的方框中畫出實驗電路圖．
（2）小歡按以下步驟進行實驗：在電路中先接入5Ω定值電阻，閉合開關(guān)，…使電壓表的示數(shù)為1.5伏，記下相應(yīng)的電流值；分別換上10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻繼續(xù)實驗，…，記下相應(yīng)的電流值．為了保證該實驗順利進行，小歡應(yīng)該選擇的滑動變阻器的規(guī)格是50Ω 1A，不能選擇另一個滑動變阻器的原因是變阻器的最大阻值太小，滑動變阻器在該實驗中的作用是控制電阻的電壓不變．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)要求設(shè)計電路圖；
（2）電源電壓恒為4.5伏，電壓表的示數(shù)為1.5伏，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律墳變阻器分得的電壓，當(dāng)接入20Ω的電阻時，根據(jù)分壓原理，求出變阻器連入電路中的電阻確定變阻器選擇的規(guī)格．
研究電流與電阻的關(guān)系時，要控制電壓表示數(shù)不變，據(jù)此分析．

解答 解：（1）探究一定電壓下，電流與電阻的關(guān)系實驗，電壓表測電阻的電壓，電流表測電路中的電流，為控制電阻的電壓不變，要將變阻器串聯(lián)在電路中，如下所示：

（2）研究電流與電阻的關(guān)系時，要控制電壓表示數(shù)不變，當(dāng)換上不同的電阻時，電壓表示數(shù)發(fā)生變化，故滑動變阻器在該實驗中的作用是：控制控制電阻的電壓不變；
電源電壓恒為4.5伏，電壓表的示數(shù)為1.5伏，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：
U_滑=U-U_表=4.5V-1.5V=3.0V，變阻器的電壓為電壓表示數(shù)的$\frac{3.0V}{1.5V}$=2倍，當(dāng)接入20Ω的電阻時，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻：
R_滑=2×20Ω=40Ω＞20Ω，故不能選用“20Ω 2A”的變阻器，只能選用“50Ω 1A”的變阻器；
故答案為：（1）如上所示；（2）50Ω 1A；變阻器的最大阻值太小；控制控制電阻的電壓不變．

點評 本題探究一定電壓下，電流與電阻的關(guān)系，考查電路的連接、對器材的要求及控制變量法的運用．