Question

17．连接在电路中的滑动变阻器，能够起很多作用．
（1）若利用图甲研究电流与电压、电阻的关系，则在该实验中：“探究导体中的电流与导体两端的电压的关系”时，滑动变阻器的作用是改变导体两端电压；在探究“电流与电阻关系”的实验中，小明准备了5Ω、10Ω、20Ω三个定值电阻，学生电源（调至6V）、电流表、电压表、开关及导线若干，在实验过程中，需保持定值电阻两端电压为2V不变，应选用下列哪种规格的滑动变阻器？D
A．“10Ω  1A”B．“15Ω  15A”C．“20Ω  2A”D．“50Ω  2A”
（2）若图乙是伏安法“测小灯泡额定功率”的实验，则在该实验中，滑动变阻器的作用是为了使小灯泡两端的电压达到额定电压，同时也有保护电路的作用，从而使小灯泡正常发光．．
（3）不论甲、乙两个电路研究目的是什么，滑动变阻器对两个电路起的共同作用是保护电路．

Answer 1

分析 （1）在探究电流与电压的关系时，需保持电阻不变，用滑动变阻器来改变导体两端的电压；在探究电流与电阻的关系时，用滑动变阻器保持电压不变，改变电阻．滑动变阻器在电路中的基本作用是保护电路．
探究电流与电阻的关系时，定值电阻与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点求出滑动变阻器两端电压，根据欧姆定律可知电阻越大电流越小，求出接入不同电阻时的最小电流，再根据欧姆定律的变形公式求出滑动变阻器接入电路的最大阻值．
（2）滑动变阻器在电路中的作用有二：保护电路，改变电路电流和电压．
（3）滑动变阻器在电路中的基本作用是保护电路．

解答 解：（1）图甲是研究欧姆定律的实验，在该实验中：探究导体中的电流与导体两端的电压的关系时，滑动变阻器的作用是改变电路中的电流和电阻两端的电压；探究导体中的电流与导体的电阻的关系时，滑动变阻器的作用是保持电阻两端的电压不变；
由欧姆定律的可知，电压一定是电阻越大，电流越小，因此当接入电路中的电阻为20Ω时，电路中的电流最小：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2V}{20Ω}$=0.1A，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大；
为了保持定值电阻两端电压为2V不变，滑动变阻器两端电压为：6V-2V=4V；故滑动变阻器的最大阻值：R_最大=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω．只有D中滑动变阻器的最大阻值大于40Ω．
（2）图乙是伏安法测小灯泡电阻的实验电路图，在该实验中滑动变阻器的作用是为了多次测量，从而发现电压的大小对小灯泡灯丝电阻的影响；图乙也是伏安法测小灯泡额定电功率的实验电路图，在该实验中滑动变阻器的作用是为了使小灯泡两端的电压达到额定电压，同时也有保护电路的作用，从而使小灯泡正常发光．
（3）通过上面分析不难看出，不论甲、乙两个电路研究目的是什么，滑动变阻器对两个电路起的共同作用是保护电路．
故答案为：（1）导体两端电压；D； （2）为了使小灯泡两端的电压达到额定电压，同时也有保护电路的作用，从而使小灯泡正常发光；（3）保护电路．

点评 本题考查了滑动变阻器在不同实验中的作用，关键是能否知道相关实验的目的和探究方法是解决本题的关键．