图(一)甲是小明“探究电流与电阻的关系的实验电路．己知电源电压恒为4.5V.滑动变阻器规格为“20Ω 1A .可供选择的定值电阻的阻值为5Ω.10Ω.15Ω.20Ω.25Ω和30Ω．(1)小明根据图甲连接的实物电路如图(一)乙所示.其中一根导线连接是错误的.请在图(一)乙中将这根线打上“× .并补画出正确的连线．(2)电路� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

16．图（一）甲是小明“探究电流与电阻的关系”的实验电路．己知电源电压恒为4.5V，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，可供选择的定值电阻的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω．

（1）小明根据图甲连接的实物电路如图（一）乙所示，其中一根导线连接是错误的，请在图（一）乙中将这根线打上“×”，并补画出正确的连线．
（2）电路连接正确后，先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，此时电流表的示数如图（一）丙所示，则电路中的电流为0.4A；再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验，移动滑片直至电压表示数为2V，并记录电流表的示数．
（3）小明还想利用该电路多测几组数据，但他发现还能够选用的只有阻值为15Ω的定值电阻器．
（4）小明观察其他小组的实验时发现，他们所用的干电池的电压并不稳定，向老师请教后得知，“干电池内部其实是有电阻的，分析电路时可以把干电池看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成”，如图（二）甲所示．在老师指导下，小明设计了图（二）乙所示的电路来测量一节干电池内部的电阻．

a．按照图（二）乙连接电路时，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应位于最左（“左”或“右”）端；
b．根据实验中电压表和电流表的读数绘出U-I图象如图（二）丙所示，变阻器的最大阻值为13Ω，
当电流表示数如图二（丁）所示时电压表示数U=1.1V；
c．根据实验数据求得这节干电池内部电阻r=2Ω；．
d．根据小明研究的结果，实验电路中的电流越大，干电池对外提供的电压就越小（“大”或“小”）．

分析（1）电压表应并联在定值电阻两端；
（2）根据图一（丙）读出电流表的示数，根据欧姆定律求出此时电压表的示数，探究电流与电阻的关系时，应保不同电阻的电压大小不变；
（3）根据串联电路电压的规律和分压原理，求出定值电阻允许的最大值，据此作答；
（4）a、闭合开关前，滑动变阻器连入电路中的电阻应最大；
b、根据图（二）丙，结合图（二）乙，求出滑动变阻器的最大值；根据图二（丁）电流表小量程读数，由图（二）丙找出对应的电压表示数；
c、根据欧姆定律求出电路的总电阻，由串联电阻的规律求出电池的内阻；
d、分析图二（丙）得出结论．

解答解：（1）原电路中电压表串联在电路中，变阻器与定值电阻并联了．将连接电流表负接线柱与定值电阻右接线柱之间的连线改接在定值电阻的右接线柱与电压表的左接线柱之间，如下图所示：

（2）图一（丙）中，电流表小量程分度值为0.02A，示数为0.2A，电压表的示数U=IR=0.4A×5Ω=2V；探究电流与电阻的关系时，应保不同电阻的电压大小不变，所以，移动滑片直至电压表示数为2V，并记录电流表的示数；
（3）因保持定值电阻电压为2V不变，所以变阻器要分去的电压为4.5V-2V=2.5V，定值电阻的电压是变阻器电压的$\frac{2V}{2.5V}=\frac{2}{2.5}$，根据分压原理，定值电阻的大小是变阻器阻值的$\frac{2}{2.5}$倍，因变阻器的最大阻值为20Ω，所以定值电阻的最大值为$\frac{2}{2.5}$×20Ω=16Ω，因5Ω、10Ω的电阻已选用，所以还能够选用的只有阻值15Ω的定值电阻；
（4）a、闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器连入电路中的电阻应最大，即滑片移动到左端；
b、由图（二）乙所示，电压表测变阻器的电压，电流表测通过变阻器的电流，因变阻器与电源的内阻r串联，根据分压原理，当电压表示数最大时，变阻器连入电路中的阻值最大，由图（二）丙电压表和电流表的读数绘出的U-I图象知，当电压表最大示数为1.3V时，通过的电流为0.1A，则变阻器的最大阻值
R=$\frac{{U}_{大}}{I}=\frac{1.3V}{0.1A}$=13Ω；
根据根据图二（丙）知，电流表选用小量程，图二（丁）电流表小量程分度值为0.02A，示数为0.2A，由图丙知，对应的电压为1.1V；
c、因一节干电池的电压为1.5V，根据串联电路电压的规律，当变阻器连入电阻中阻值最大时，电流中的电流为0.1A，则此时电阻中的总电阻R_总=$\frac{U}{I}=\frac{1.5V}{0.1A}$=15Ω，根据串联电阻的规律，则电池的内阻r=15Ω-13Ω=2Ω；
d、由图二（丙）可知，实验电路中的电流越大，电压表示数即对外提供的电压越小．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）0.4；2；
（3）15；
（4）a、左；b、13；1.1；c、2；d、小．