Question

【题目】实验小组的同学利用如图甲所示的电路进行探究，电源电压恒为9V，电压表V（量程0~3V、0~15V），电流表A（量程0~0.6A、0~3A）。更换5个不同阻值的定值电阻R，得到如图乙所示的图像：

(1)该小组同学所探究的问题是：_______________；

(2)根据图像五次记录实验数据可知，电压表的示数为_____V，滑动变阻器阻值变化范围是________；

(3)为保证实验测量数据的准确性，请写出断开开关，将电阻R由5Ω更换为10Ω后，下一步的具体实验操作__________；

(4)利用图甲电路还可以测量未知电阻的大小，测量时需要多次实验，目的是：______________。

Answer 1

【答案】探究电流与电阻的关系 5 4Ω~20Ω 闭合开关，将滑动变阻器的滑片适当向右移动，使电压表的示数为5V，读出电流表的读数 取平均值减小误差

【解析】

(1)[1]由图乙可知，通过定值电阻的电流随其阻值的变化而变化，但电流和电阻的乘积不变，所以该小组同学所探究的问题是：探究电流与电阻的关系。

(2)[2]由图甲可知，电压表测量电阻两端电压，由图乙可知，五次记录实验数据中，当电阻为5Ω时，电流为1A，电阻两端电压为

当电阻为25Ω时，电流为0.2A，电阻两端电压为

故电压表的示数保持不变，为5V。

[3]当R=5Ω时电路中的电流I=1.0A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，由可得，此时电路的总电阻为

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值为

当时电路中的电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路的总电阻为

则滑动变阻器接入电路中的最大阻值为

所以滑动变阻器阻值变化范围是4Ω~20Ω

(3)[4]根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω后的电阻，电阻增大，其分得的电压增大，探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以下一步应该采取的操作是：闭合开关，将滑动变阻器的滑片适当向右移动，使电压表的示数为5V，读出电流表的读数。

(4)[5]定值电阻阻值不变，多次测量是为了取平均值减小误差。