Question

【题目】如图是探究“电流与电阻关系”的电路图，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器的规格是“100Ω 1A”；阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个：电压表规格（0～3V、0～15V），电流表规格（0～0.6A）．

（1）按照电路图将电阻接入电路，刚连接完最后一根导线就发现电表有示数，实验的不规范之处为____．

（2）为了保证四个电阻都能为实验所用，定值电阻两端的控制电压的范围是____．

（3）四次实验中，当电压表调到控制电压时，滑动变阻器消耗的最大功率和最小功率之比是____．

Answer 1

【答案】连接电路时开关未断开； 2.5V～3V 4：1

【解析】

（1）按照电路图将电阻接入电路，刚连接完最后一根导线就发现电表有示数，说明连接电路时开关未断开；

（2）由题可知，电流表量程为0-0.6A，故电路中最大电流为0.6A；

由I=可得，电路中的最小电阻：R串小===25Ω，此时定值电阻为R1=5Ω，

由I=可得，此时定值电阻的电压：U1=R1I大=5Ω×0.6A=3V；

设电压表示数为U表，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为U滑=U-U表，

根据分压原理可得=，即-1=--------①，

因电源电压、电压表示数不变，故左边为定值，右边也为定值，当取最大的定值电阻R4=20Ω，变阻器连入电路中的电阻最大为R滑=100Ω时，代入①式得：-1=，解得U表=2.5V，

故为了保证四个电阻都能为实验所用，定值电阻两端的控制电压的范围是2.5V～3V；

（3）四次实验中，当电压表调到控制电压U表时（保持不变），根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为：U滑=U-U表=15V-U表，则变阻器的电压保持不变，即定值电阻的电压（电压表示数）与变阻器的电压之比为定值，

由分压原理可得==定值，当定值电阻分别取5Ω和20Ω时，故对应的变阻器的变阻器连入电路中的电阻之比=，

根据P=UI=，滑动变阻器消耗的最大功率和最小功率之比等于变阻器连入电路中电阻的反比，即===．