Question

某兴趣小组同学探究电流与电阻的关系，在实验中，他们用到的器材有电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一只，开关一个，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑动变阻器（20Ω 2A、50Ω 1A），导线若干．
（1）根据如图所示实物图在虚线框内画出电路图．

（2）小明按图正确连接电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表指针超过量程．小明操作中的错误是______．
（3）小红在探究实验过程中，先将5Ω的电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使与电阻并联的电压表的示数为1.5V，并记下电流值；接着下一步的操作是：分别改接10Ω、15Ω的电阻，并向______ 移动（填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片，使两次电阻两端的电压______重复上述实验，得到了表中的实验数据．

	电阻R/Ω	5	10	15
	电流 I/A	0.30	0.15	0.10

分析数据得实验结论是：______
（4）小红实验时选择的变阻器规格是______．

Answer 1

解：（1）分析实物电路图，根据实物电路图作出实验电路图，如图所示．
（2）闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值，闭合开关后，
滑动变阻器分压较小，电阻两端电压较大，大于电压表量程，
因此闭合开关，电流表有示数，电压表指针超过量程．
（3）分别用10Ω、15Ω的电阻替换5Ω电阻时，电阻阻值变大，滑动变阻器阻值不变，
电阻分压变大，为保持电阻两端电压不变，应减小电阻的分压，增大滑动变阻器的电压，
滑动变阻器接入电路的阻值应该变大，由电路图可知，应向右移动滑动变阻器滑片．
（4）由题意知，电阻两端电压U_R=1.5V，滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_R=4.5V-1.5V=3V，
∵I=，∴当电路电流I=0.1A时，滑动变阻器接入电路的阻值R_滑===30Ω＞20Ω，
因此滑动变阻器应选规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器．
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值；
（3）右；保持不变；当导体两端的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比；（4）50Ω 1 A．
分析：（1）分析实物电路图，明确各电路元件的连接方式，然后根据实物电路图作出电路图．
（2）闭合开关时，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值．
（3）探究电流与电阻关系，应控制电阻两端电压不变，根据阻值变化及串联电路特点，根据电路图判断滑片的移动方向；分析表中实验数据得出实验结论．
（4）由串联电路特点求出滑动变阻器两端电压，由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值，然后根据该阻值选择滑动变阻器的规格．
点评：本题考查了根据实物电路图作实验电路图、实验注意事项、滑动变阻器的调节、实验数据分析、实验器材的选择，是实验的常考问题，一定要掌握；分析清楚电路结构是正确作出电路图的前提与关键．