题目内容

3.小明利用如图所示的电路“探究电压一定时,电流跟电阻的关系”.已知电源电压为6V且保持不变,实验中依次将电阻箱R的阻值调为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω.实验时,小明将电阻箱的阻值调为5Ω后调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3V,记下电流表示数,然后将电阻箱阻值调为10Ω继续实验.为了能够完成整个实验,他可选用的滑动变阻器的阻值范围为(  )
A.0~10ΩB.0~20ΩC.0~50ΩD.0~100Ω

分析 将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻接入电路后,电阻两端的电压将增大,为使电阻两端的电压不变,应增大滑动变阻器接入电路中的电阻;
根据电源电压以及每次定值电阻两端的电压,利用串联分压可求出滑动变阻器的最小阻值.

解答 解:将电阻箱的阻值调为5Ω后由于实验时电压表示数为3V,则电路中的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{30Ω}$=0.1A,
将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻接入电路后,电阻两端的电压变大,此时应增大滑动变阻器接入电路中的电阻,使电压的示数达到3V;
所以当定值电阻R=30Ω时,电路中的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{30Ω}$=0.1A,
则电路中的总电阻为:R总=$\frac{{U}_{总}}{I}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω,
所以滑动变阻器的最大阻值不能小于:R滑=R总-R=60Ω-30Ω=30Ω.
故选CD规格的变阻器都可以,但由于远大于30Ω,所以C最合适.
故选C.

点评 本题考查了电压表和滑动变阻器的连接、串联电路的分压特点等,关键是注意电压不变,I与R成反比.

练习册系列答案
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8.在“探究导体的电流跟电阻的关系”实验中,老师提供的器材有:电源(电压恒定为4.5V),电流表、电压表和开关各一个,四个定值电阻(10Ω、15Ω、20Ω、30Ω),两个滑动变阻器(规格分别是“5Ω,2A”、“20Ω,1A”),导线若干.
(1)请用笔画线表示导线,在图(甲)中将实验电路图连接完整.

(2)在连接电路时,要求先将开关、滑动变阻器分别处于D的位置(填字母)
A.闭合、阻值最大处       B.断开、阻值最小处
C.断开、阻值任意处       D.断开、阻值最大处
(3)实验时,先在ab间接接入10Ω电阻,移动滑P,使电压表示数为3V,并记录相应的电流值;再改接l5Ω的电阻,此时滑片P应向c(选填“c”或“d”)端移动,这样移动滑片的目的是:使定值电阻两端的电压保持3V不变.
(4)本实验需在ab间先后接入上述四个定值电阻,为完成整个实验,选择的滑动变阻器的最大阻值至少不少于15Ω,故选取规格为“20Ω,1A”的滑动变阻器.实验时,闭合开关,移动滑片P,如果发现电流表都没示数,而电压表示数都接近电源电压,则出现该现象的原因可能是定值电阻断路.
(5)通过实验获得数据,得到如题图(乙)所示导体的电流I随电阻R变化的图象,由图象可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.

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