Question

4．在探究“电流与电阻的关系”实验中，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器上标有“10Ω 1.5A”字样．

（1）连接电路时，开关应当断开．
（2）小新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画“×”并改正．
（3）将电路连接正确后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使定值电阻R两端电压为2.5V，电流表示数如图3所示，则R的阻值为5Ω．
（4）当20Ω的电阻接入时，电压表示数始终无法达到2.5V，其原因可能是A
A．20Ω的电阻阻值太大            B．电源电压4.5V太低
C．滑动变阻器的最大阻值太大       D．控制电压为2.5V太高．

Answer 1

分析 （1）为防止电路中电流过大，烧坏电路元件，连接电路时开关应断开；
（2）由电路图可知，电压表测滑动变阻器和电阻两端的电压，应把电压表应该和定值电阻并联；
（3）根据电流表的量程和分度值读出示数，利用欧姆定律求出R的阻值；
（4）根据串分压的知识进行判断，在串联电路中电流相等，根据U=IR，电压与电阻成正比，所以U₁：U₂=R₁：R₂．

解答 解：（1）为保护电路，连接电路中时，开关应断开；
（2）电压表应该和定值电阻并联测量定值电阻两端的电压，改正后的电路图如下图所示：

（3）电流表接的是0～0.6A的量程，分度值为0.02A，此时电流表的示数为0.5A；
电阻R的阻值为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω；
（4）由题意知，电源电压为4.5V，电阻两端的电压为2.5V，则滑动变阻器两端的电压应为4.5V-2.5V=2V；
根据串分压的知识：$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{2.5V}{2V}$=$\frac{5}{4}$，滑动变阻器的最大阻值为10Ω，电阻的阻值为滑动变阻器阻值的2倍，所以其两端的电压也为滑动变阻器两端电压的2倍，其电阻太大或滑动变阻器的最大阻值太小，而造成了电压表示数始终大于2.5V，而无法达到2.5V，A正确，CD错误；
若增大电源电压，则电阻两端的电压会更大，B错误；
故答案为：
（1）断开；
（2）如上图所示；
（3）5；
（4）A．

点评 本题考查了探究“电流与电阻的关系”的实验，涉及到实验的注意事项和电流表的读数、欧姆定律的应用等，同时考查了考查学生对串联电路电流特点和欧姆定律及滑动变阻器使用的理解和运用能力．