Question

18．小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，实验用到的电阻R的阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．
（1）小明根据图（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，建议小明改线．
①请在接错的那根导线线上打“×”，另画一根导线使电路连接正确．
②如果不改接这根导线，对实验的影响是：不能测出待测电阻两端的电压（具体说明是什么影响）．
（2）小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0.24A，则此时接入电路中的是上述四个中的10.4Ω的定值电阻，此时滑动变阻器接入电路的电阻为14.6Ω．（保留小数点后一位）
（3）接下来，小明将定值电阻R的阻值由10Ω更换为15Ω，为了保持电压不变，应将滑动变阻器的滑片向右（选填“左”或“右”）移动．

Answer 1

分析 （1）根据（甲）中电路图，顺着电流的方向连接（乙）中的实物图，电流表测干路电流，电压表测待测电阻Rx两端的电压，发现电压表的连接出现了问题；
（2）分清电压表与电流表的量程与分度值，读出指针指示的数值，然后利用公式R=$\frac{U}{I}$计算电阻，根据串联电路的特点电流和电压关系以及欧姆定律算出滑动变阻器接入电路的电阻．
（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．

解答 解：
（1）根据电路图连接实物图，发现电压表测的是滑动变阻器与R_x两端的电压，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=0.24A；
根据欧姆定律得：R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.24A}$≈10.4Ω．
滑动变阻器两端的电压为：U_滑=U-U_R=6V-2.5V=3.5V；
滑动变阻器两端的电阻为：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.24A}$≈14.6Ω；
（3）将定值电阻R的阻值由10Ω更换为15Ω，电阻变大，因为串联电路电压与电阻成正比，所以电阻两端电压会增大；要保持电压不变，滑动变阻器的电阻需要变大，应向右移动滑片；
故答案为：（1）电路连接见上图；不能测出待测电阻两端的电压；（2）0.24；10.4；14.6；（3）电压不变；右．

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．