题目内容
【题目】如图所示,探究“电流与电压关系”实验中,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为0﹣0.6A,电压表量程为0﹣3V,定值电阻阻值为5Ω,滑动变阻器最大阻值为20Ω.
(1)在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整.
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于图中端.
(3)闭合开关,移动滑片,记录电流表和电压表示数,进行多次实验,绘制出I﹣U图象,如图乙所示,根据图象得出初步结论:在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 .
(4)为了保证元件安全,闭合开关,在移动滑片的过程中,滑动变阻器的阻值变化范围为 .
(5)用该电路探究电流电阻的关系时,若保持电压表示数始终为2V,不更换其它器材,为了完成实验,更换的定值电阻阻值不能大于Ω.
【答案】
(1)解:变阻器接线柱按一上一下的原则接入电路中,如下图所示:
(2)最右
(3)正比
(4)2.5Ω﹣20Ω
(5)16
【解析】解:(2)为保护电路安全,变阻器连入电路的电阻最大,即滑片移动到最右端;(3)绘制出I﹣U图象为一直线,说明在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;(4)因电压表量程为0﹣3V,所以定值电阻的电压不能超过3V, 此时通过电路的电流最大值为I= =0.6A,不超过电流表量程;
变阻器与定值电阻串联,根据串联电路电压的规律,变阻器分得电压至少为4.5V﹣3V=1.5V,
根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻大小至少为 ×5Ω=2.5Ω;
所以,为了保证元件安全,闭合开关,在移动滑片的过程中,滑动变阻器的阻值变化范围为2.5Ω﹣20Ω;(5)用该电路探究电流电阻的关系时,若保持电压表示数始终为2V,
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=4.5V﹣2V=2.5V,
当变阻器的最大阻值连入电路中时,
根据分压原理,定值电阻的最大阻值为R大= ×20Ω=16Ω.
所以答案是:(1)如上图所示;(2)最右;(3)正比;(4)2.5Ω﹣20Ω;(5)16.
【考点精析】利用欧姆定律及其应用对题目进行判断即可得到答案,需要熟知欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR).