Question

【题目】下面是某小组探究通过导体电流与导体电阻关系的实验，实验中所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，滑动变阻器有两种：“20Ω 2A”和“50Ω 1A”，电源电压为4.5V，请回答下列问题．
（1）请在图甲中用笔画线代替导线将电路连接完整，要求：实验中如果将滑片从右向左移动，电流表示数变大；
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电压表有示数，电流表没有示数，发生这种故障的原因可能是（已知电流表完好）；
（3）排除故障后，在某次测量中，把5Ω的定值电阻连入电路时，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，此时电流表的示数如图乙，则流过电源的电流为A，此时定值电阻的电功率是W；
（4）接着把5Ω电阻换成10Ω的电阻，应该向（选填“左”、“右”）移动滑动变阻器的滑动触头，使电压表的示数为V，再记下电流值．
（5）为了让所提供的4个定值电阻在实验中都能用上，应该选择规格为的滑动变阻器．

Answer 1

【答案】
（1）解：将滑片从右向左移动，变阻器连入电路中的电阻减小，故变阻器滑片以右电阻丝连入电路，如右图所示

（2）定值电阻断路
（3）0.3；0.45
（4）右；1.5
（5）“50Ω 1A”
【解析】解：（2）闭合开关，发现电压表有示数，说明电压表与电源连通，电流表没有示数，说明电路断路或电路的总电阻很大，所以，发生这种故障的原因可能是定值电阻断路而导致电压表串联在电路中；（3）电流表小量程的分度值为0.02A，示数为0.3A，此时定值电阻的电功率P=UI=1.5×0.3A=0.45W；（4）研究电流与电阻的关系时，要保持定值电阻两端的电压不变，当5Ω电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，定值电阻分得的电压增大，要保持定值电阻两端的电压不变，变阻器要分去更多的电压，所以应增大变阻器连入电路中的电阻，滑片向右移动，使电压表示数为1.5V；（5）当电路中接入20Ω电阻时，要保持电压表示数为1.5V不变，变阻器要分去4.5V﹣1，5V=3V的电压，根据分压原理，变阻器的阻值至少为 ×20Ω=40Ω．为了让所提供的4个定值电阻在实验中都能用上，应选用“50Ω 1A”的变阻．所以答案是：（1）如上图所示；（2）定值电阻断路；（3）0.3； 0.45；（4）右； 1.5；（5）“50Ω 1A”．

【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识，掌握欧姆定律的应用： 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）．