Question

3．在“探究电流跟电阻关系”的实验中，已知电源电压恒为3V，电路中电流约为0.5A，滑动变阻器上标有“15Ω  1A”字样，滑片向右滑动时电流变大．
（1）请用笔画线代替导线，按图1电路图将实物电路补充完整；
（2）在图2虚线框内画出相应的电路图；

（3）连接电路时开关应处于断开状态，实验中多次测量并求出电阻值的平均值，其目的是为了减小测量的误差；
（4）移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为1.5V，读出并记下电流值；断开开关再将5Ω的电阻改接成10Ω的电阻，闭合开关后发现电压表示数大于1.5V，于是他下一步的操作是：将滑动变阻器的滑片向左（左/右）移动，使电压表示数为1.5V并记下电流值；可当他再将10Ω的电阻改接成20Ω的电阻重复上述实验时，却发现无论如何电压表的示数总是大于1.5V，其原因是滑动变阻器的最大阻值较小．

Answer 1

分析 （1）由图乙可知，电流表、滑动变阻器连接不完整，把电流表、滑动变阻器串联接入电路，即可完成电路连接；
（2）根据连接的实物图可画出电路图；
（3）连接实物图时，开关处于断开状态，闭合开关前，滑片要处于最大阻值处；
测定值电阻的阻值应多次测量取平均值，这是为了减小实验的误差．
（4）当将电阻由5Ω更换为10Ω后，定值电阻阻值变大，定值电阻分压变大，滑动变阻器分压变小，为保证电阻两端电压不变，应移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，使电阻两端电压减小；根据串联电路特点及欧姆定律求出，定值电阻为20Ω时，滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值分析实验现象原因．

解答 解：（1）将定值电阻的右接线柱与电流表的“-”接线柱相连，电流表的“+”接线柱与滑动变阻器的右下接线柱相连，如图所示．

（2）将定值电阻、电流表、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在定值电阻两端，电路图如图所示：

（3）连接电路时，开关应处于断开状态；
为了减小测量的误差，实验中我们常采用多次测量求平均值的方法．
（4）定值电阻由5Ω更换为10Ω后，定值电阻分压变大，大于原来的电压1.5V，为保持定值电阻两端电压1.5V不变，由电路图可知，应向左移动滑动变阻器滑片，增大滑动变阻器接入电路的阻值，增大滑动变阻器的分压，使定值电阻两端电压减小到原来的值1.5V，保持电阻两端电压不变；
当定值电阻阻值是20Ω时，电路电流I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{1.5V}{20Ω}$=0.075A，滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_R=3V-1.5V=1.5V，滑动变阻器接入电路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1.5V}{0.075A}$=20Ω＞15Ω，即滑动变阻器接入电路的阻值小于电路需要接入的阻值，所以论如何电压表的示数总是大于1.5V．
故答案为：（1）见解答图；（2）见解答图；（3）断开；为了减小测量的误差；（4）左；滑动变阻器的最大阻值较小．

点评 本题考查了连接实物电路图、根据实物图画电路图、滑动变阻器的调节、实验现象分析等问题，第（4）小题是本题的难点，知道实验过程中应控制定值电阻两端的电压不变，分析清楚电路结构、掌握串联电路特点是正确解题的基础与关键．