题目内容

13.在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,某间学连接的电路如图甲所示.已知电源电压恒为3.0V,滑动变阻器规格为“20Ω 0.5A”,可供选择的定值电阻的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、25Ω和30Ω
(1)请将甲图中的实物电路连接完整.要求滑动变阳器的滑片向右滑动时电路中的电流变大,且导线不允许交叉
(2)电路连接正确后,先用5Ω的定值电阻进行试验,移动滑动变阻器的滑片,记下电流表的示数如图乙所示;再将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻进行实验,移动滑片直至电压表示数为1.5V,此时电流表的示数为0.3A
(3)为了完成上述实验,该同学还能测量一组实验数据.

分析 (1)电压表与被测电阻并联,滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,滑片向右滑时电路中的电流变大,说明滑动变阻器接入电路中的电阻变小,即右下方接线柱必须接入电路中;
(2)先确定电流表的量程和分度值,读出电流表的示数;
探究电流与电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变,根据U=IR可计算出电阻两端的电压值;
(3)定值电阻的阻值越大,所需变阻器的阻值越大,可根据变阻器的最大阻值计算出可接入的最大阻值,确定实验数据的组数.

解答 解:(1)探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,滑动变阻器要与定值电阻串联,采取“一上一下”的连接方式,滑片向右滑时电路中的电流变大,说明滑动变阻器接入电路中的电阻变小,即右下方接线柱必须接入电路中;如下图所示:

(2)由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,示数为0.3A;
电阻两端的电压为U=IR=0.3A×5Ω=1.5V,将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验,应保持电阻两端的电压为1.5V不变,所以应移动滑片直至电压表示数为1.5V;
(3)由以上分析知,实验中应保持定值电阻两端的电压为1.5V不变,变阻器的最大阻值为20Ω,电路中的电流应为I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{4.5V-1.5V}{20Ω}$=0.15A;
则允许接的最大电阻值为:R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω,15Ω、25Ω和30Ω均大于10Ω,不可以使用,则电路中只能接入5Ω和10Ω的电阻,所以还能测出一组.
故答案为:(1)见上图;(2)1.5;0.3;(3)一.

点评 探究电流与电阻的关系的实验中,要注意保持电阻两端的电压不变,本题考查了电路的连接、电流表的读数及定值电阻的选择,(3)是该题的难点,关键要注意电阻的阻值越大,所需变阻器的阻值越大.

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