Question

7．在探究“电流与电阻关系”的实验中提供实验器材如下：电源（提供的电压不变，为4.5Ⅴ），电流表、电压表和开关各一个，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），两个滑动变阻器（规格分别为“20Ω，2A”、“50Ω，1A”），导线若干．
（1）根据图甲的电路图用笔画线将图乙实物图连接完整（注意选择合理的电流表量程），并将变阻器的滑片调到最大阻值处．

（2）实验时在m、n间先接入5Ω的电阻．闭合开关移动滑片P，使电压表的示数为1.5V，并记下相应电流值．然后只在m、n间换上10Ω的电阻并马上闭合开关，电压表的示数变为2.2V，此时滑片P应向A（选填“A”或“B”）端移动．移动变阻器滑片的目的是：调节m、n间电压为1.5V．
（3）用同一变阻器完成四个定值电阻的实验，应选择的滑动变阻器规格是“50Ω 1A”．

Answer 1

分析 （1）由电路图可知，电流表与电阻R串联，由题中条件求出电路的最大电流确定电流表的量程；然后根据电流从正接线流入，负接线柱流出将电流表串联接入电路中，变阻器接线柱按一上一下原则与电流表串联，
（2）探究电流跟电阻的关系时，要保持电阻两端的电压不变，当换上较大的电阻时，先根据分压原理确定电压表示数的变化，结合串联电路电压的规律确定滑片移动的方向；
（3）根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理确定滑动变阻器连入电路中的电阻大小，确定变阻器的规格．

解答 解：
（1）探究电流跟电阻的关系时，要保持电阻两端的电压不变，由题中条件，电压表示数为1.5V保持不变，当定值电阻为最小5Ω时，电路通过的最大电流I=$\frac{{U}_{示}}{{R}_{最小}}=\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，电流表选用小量程，变阻器接线柱按一上一下原则连入电路中且与电流表串联，如下图所示：

（2）当mn两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，由分压原理，AB间的电压将增大，该实验要控制AB间的电压不变，根据串联电路电压的规律，应增大变阻器分得的电压，由分压原理，滑动变阻器连入的电阻应变大，所以只需向左（A）滑动滑片，直到电压表的示数回到原来的1.5V为止．
（3）为使电压表的示数为1.5V，根据串联电路电压的规律，
变阻器分得的电压为U_滑=4.5V-1.5V=3V，即变阻器分得的电压为定值电压的$\frac{3V}{1.5V}$=2倍，根据分压原理，滑动变阻器接入电路中的阻值也为定值电阻的2倍，当20Ω的电阻接入mn间时，变阻器连入电路中电阻大小是40Ω＞20Ω，因此需要选择“50Ω 1A”的滑动变阻器．
故答案为：（1）见上图；
（2）A；调节m、n间电压为1.5V；
（3）“50Ω，1A”．

点评 本题为探究“电流与电压和电阻的关系”实验，考查学生对电路的连接、操作过程、器材的选择等知识，为中考常见题型．