Question

12．在探究“电流与电阻的关系”实验中，实验器材：电源（电压恒为3V），电流表、电压表各一只，开关一个，三个定值电阻（5Ω、l0Ω、15Ω），两只滑动变阻器（10Ω2A、50Ω1A），导线若干．
（1）小红将实物连接成如图所示电路，其中有一处连线错误，请你在连接错误的导线上面画“x”并改正．
（2）如果不改接这根导线，对实验的影响是：不能测出定值电阻的电压．（具体说明是什么影响）
（3）电路连接正确后，小红先将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；再分別改接10Ω、15Ω的电阻，重复上述实验，得到了表中的实验数据．实验中，小红多次移动变阻器滑片的目的是保持定值电阻两端电压不变．

电阻R/Ω	5	10	15
电流I/A	0.30	0.15	0.10

（4）小红实验时选择的变阻器规格是50Ω 1A．
（5）实验中，若保证电压表的示数为1.5V不变，将定值电阻R的阻值由10Ω更换为15Ω，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片向左（选填“左”或“右”）移动；当定值电阻为15Ω时，移动滑动变阻器滑应接入电路的阻值为15Ω．

Answer 1

分析 （1）电压表测变阻器与电阻Rx两端的总电压，电压表的连接出现了问题；
（2）原连接电路电压表不能测出定值电阻的电压；
（3）研究电流与电阻的关系时，要保持定值电阻的电压不变；
（4）根据15Ω的定值电阻，由分压原理，求出变阻器连入电路的阻值，确定变阻器的规格；
（5）结合（4）的分析，根据分压原理，确定变阻器滑片移动的方向及求出滑动变阻器滑应接入电路的阻值大小．

解答 解：（1）电压表测的是滑动变阻器与R_x两端的总电压，即为电源总电压，显然与实验要求不符，电压表应测定值电阻的电压，修改后如图所示；
（2）由（1）的分析，原连接电路测得是滑动变阻器与R_x两端的电压，所以不能测出定值电阻的电压；
（3）研究电流与电阻的关系时，要保持定值电阻的电压不变，当
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，再分別改接10Ω、15Ω的电阻时．根据分压原理，当换接上大电阻时，电压表示数将大于1.5V，故应移动变阻器的滑片，使定值电阻两端的电压保持不变；
（4）因电源电压为3V，定值电阻的电压保持1.5V不变，所以，变阻器应分去3V-1.5V=1.5V的电压，根据分压原理，变阻器连入电路的阻值等于定值电阻的大小，因最大定值电阻为15Ω，所以变阻器的最大电阻至少为15Ω，故应选用“50Ω 1A”规格的变阻器；
（5）实验中，若保证电压表的示数为1.5V不变，将定值电阻R的阻值由10Ω更换为15Ω，由（4）的分析知，此时定值电阻的电压大于1.5V，为了保持电压表的示数不变，应增大变阻器分得的电压，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻应增大，因变阻器右边的电阻丝连入电路，所以应将滑动变阻器的滑片向左移动；
由（4）的分析，当定值电阻为15Ω时，移动滑动变阻器滑应接入电路的阻值为15Ω．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）不能测出定值电阻两端电压；
（3）保持定值电阻两端电压不变；
（4）50Ω 1A
（5）左；15．

点评 此题探究电流与电阻的关系，本题中涉及到了电路的连接、器材的选择、实验的操作过程，综合性较强．