Question

【题目】小王学习小组在“探究一定电压下，电流与电阻的关系”的实验中，老师提供的实验器材有：电源(电压恒为4.5Ⅴ)，电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)，两只滑动变阻器(规格分别为“15Ω2A”“50Ω1A”)，导线若干。实验电路如图甲。

（1）请用笔画线代替导线，将如图乙中实物连接完整____________。

（2）小王连接电路的过程中，开关应当处于____ ，滑动变阻器的滑片P应移到____端(选填“E”或“F”)。

（3）连接好电路后，小王试闭合开关，发现电流指针几乎不偏转，电压表指针明显偏转，则电路故障可能是______。

（4）小王实验时，在a、b间先接入5Ω的电阻，闭合开关，移动滑片P，电流表示数如图丙所示，记下相应的电流值；再改接10Ω的电阻，此时滑片P应向____(选填“E”或“F”)端移动，直到电压表的示数为_____Ⅴ时，记下电流表的示数。

（5）小王要在题③基础上完成探究活动，她选择的滑动变阻器规格应是______ 。

Answer 1

【答案】见解析所示 断开 F R断路 F 1.5 50Ω1A

【解析】

（1）实验中滑动变阻器应一上一下串联接入电路中，电流表串联在电路中，电压表和电阻并联；
（2）为了保护电路，开关要断开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到最大值处；
（3）根据电流表和电压表的示数变化情况，从短路或断路的情况入手进行分析；
（4）要探究电流和电阻之间关系，必须保持电阻两端的电压不变，即与电阻并联的电压表示数不变，为保证电阻两端的电压不变，根据串联电路的分压原理分析将5Ω的电阻换成了10Ω的电阻时滑片的移动方向；
（5）根据串联电路特点和欧姆定律计算变阻器的规格。

（1）滑动变阻器一上一下连接，电压表的量程选择0-3V，电压表和电阻并联，电流表串联在电路中，如图所示：

（2）连接电路的过程中，开关应当处于断开，为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到最大值F端；

（3）小王试闭合开关，发现电流指针几乎不偏转，说明电路出现断路，电压表指针明显偏转，说明电阻R断路；

（4）在a、b间先接入5Ω的电阻，图丙中电流表的量程是0-0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.3A，电压表的示数U=IR=0.3A×5Ω=1.5V，探究电流和电阻之间关系，必须保持电阻两端的电压不变，根据串联电路的分压原理，将5Ω的电阻换成了10Ω的电阻后其电压将增大，为使其电压保护1.5V不变，需要增大变阻器分得电压，故应将滑片F端移动，直到电压表示数为1.5V为止；

（5）串联电路中电流处处相等，所以I滑=Iab，由，，当ab间接入20Ω电阻时有：，解得：R滑=40Ω，为了完成实验应选择50Ω 1A的滑动变阻器。