Question

18．李明和小亮利用如图（甲）所示的电路探究“电流与电阻的关系”．已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的滑动变阻器标有30Ω 1A，定值电阻R的阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）李明根据图（甲）所示电路图，将图（乙）中的实验器材连接成实验电路，小亮在检查时认为，从实验目的来看，实验电路上有一根导线连接错了，建议李明改线．①请在接错的那根线上打“×”；②另画一根导线，使电路连接正确；③如果不改接这根导线，对实验的影响是：不能测出定值电阻两端的电压（具体说明是什么影响）．
（2）李明将电路改接正确后，闭合开关，调节变阻器的滑片到某位置，保持电压表的示数为2.5V，电流表的指示如图（丙）所示，则电流表的读数是0.25 A，连接电路的电阻R的阻值是10Ω．
（3）实验中，若保持电压表的示数为2.5V不变，将定值电阻R的阻值由20Ω更换为25Ω时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片发现电压表示数都不能为设定值；这是因为滑动变阻器的最大阻值太小，不能达到分压要求．为了使实验顺利完成，在保证现有器材不变的情况下可采取的方法是将其他任意一定值电阻串联在电路中，移动滑动变阻器滑片，使得电压表的示数为2.5V不变，读出电流表的示数即可．

Answer 1

分析 （1）对照电路图检查实物连图，电流表串联在电路中，滑动变阻器串联在电路中，接线一上一下；电压表并联在定值电阻两端；
（2）看清量程和分度值，读出示数即可；利用R=$\frac{U}{I}$求出连入的阻值大小；
（3）要探究电流与电阻的关系，需要改变接入电路的定值电阻的阻值，同时保持两端电压一定；定值电阻变化，两端电压相应变化，要保持电阻两端电压不变，就要调节滑动变阻器的滑片，调整接入电路的阻值大小；
当定值电阻R的阻值由20Ω换成25Ω时，根据欧姆定律求出此时电路中的电流，根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压，再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值．

解答 解：
（1）由实物图可知，电压表测的是滑动变阻器与R_x两端的总电压，显然与实验要求不符，这样不能测出待测电阻两端的电压，修改如图所示；

（2）由图知，电流表采用量程是0～0.6A，分度值是0.02A；所以电流I=0.25A；
保持电压表的示数为2.5V，则电阻R的阻值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω．
（3）实验中，若保持电压表的示数为2.5V不变，当定值电阻R的阻值由20Ω换成25Ω时，
电路中的电流：I′=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{2.5V}{25Ω}$=0.1A，
滑动变阻器的阻值：R_滑′=$\frac{U-{U}_{R}}{I′}$=$\frac{6V-2.5V}{0.1A}$=35Ω＞30Ω，
由此可知，滑动变阻器的最大阻值太小，不能达到分压要求；
为了使实验顺利完成，应增大滑动变阻器的最大阻值，在保证现有器材不变的情况下，可将其他任意一定值电阻与滑动变阻器串联，等效为一个阻值更大的滑动变阻器，即方法为：将其他任意一定值电阻串联在电路中，移动滑动变阻器滑片，使得电压表的示数为2.5V不变，读出电流表的示数即可．
故答案为：
（1）电路连接见上图；不能测出定值电阻两端的电压；
（2）0.25；10；
（3）滑动变阻器的最大阻值太小，不能达到分压要求；将其他任意一定值电阻串联在电路中，移动滑动变阻器滑片，使得电压表的示数为2.5V不变，读出电流表的示数即可．

点评 此题考查探究“电流与电阻的关系”的实验，本题中涉及到了电路的连接、电流表与电压表的读数、误差产生原因及分析，综合性强，必须对欧姆定律有深入的理解．