Question

1．小华用图甲所示电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”，所用器材如下：电压表（0～3V，0～15V），电流表（0～0.6A，0～3A），滑动变阻器A（0～10Ω），滑动变阻器B（0～15Ω），阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个，两节新干电池（电压为3V）、开关和导线若干）

（1）用笔划线代替导线，将图甲电路连接完整．（让滑动变阻器刚好在最大值）
（2）开关闭合后发现电流表有示数，电压表示数为0，原因可能是电阻短路．
（3）在AB间接5Ω电阻，移动滑片，电流表示数如图乙所示，其值为0.3A．
（4）在AB间换接10Ω电阻，移动滑片，直到电压表示数为1.5V，此时滑动变阻器接入电路的电阻比5Ω电阻接入电路时要大（大/小）．
（5）为了使实验在上述保持不变的电压下顺利进行，应选用滑动变阻器B（A/B），如万一选择了另一只滑动变阻器，在不添加实验器材的情况下，顺利完成实验办法是让不变的电压大于等于1.8V（办法要具体）．

Answer 1

分析 （1）要使滑动变阻器在电路中的电阻最大，应使其接入电路中的电阻线最长；
（2）电流表有示数，则应排除断路，电压表示数为零，则说明电阻两端无电压，被短路；
（3）确定电流表的量程和分度值，读出电流值；
（4）根据U=IR计算出电压值；
根据串分压知识，电阻增大后，电阻两端的电压会增大；
（5）电阻的阻值越大，所需滑动变阻器的阻值越大，根据电阻的最大阻值计算出滑动变阻器的值便可判断．

解答 解：（1）要使此时滑动变阻器的阻值最大，应使此时变阻器接入电路中的电阻线最长，下面应接左边的接线柱，如图所示：

（2）开关闭合后发现电流表有示数，电压表示数为0，说明与电压表并联的电阻两端没有电压，可能是电阻短路造成；
（3）由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，示数为0.3A；
（4）由（3）知，电阻两端的电压U=IR=0.3A×5Ω=1.5V；
换接10Ω的电阻后，电阻两端的电压将变大，为保持电阻两端的电压为1.5V不变，应增大滑动变阻器的阻值；
（5）当电阻的阻值为15Ω时，滑动变阻器两端的电压为U_滑=3V-1.5V=1.5V；
电路中的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{1.5V}{15Ω}$=0.1A；
则滑动变阻器的阻值为R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1.5V}{0.1A}$=15Ω，所以应选择B；
A的最大阻值为10Ω，根据串分压的知识，当滑动变阻器的阻值最大时，电阻两端的电压为：UR=$\frac{R}{R+{R}_{滑}′}$×U=$\frac{15Ω}{10Ω+15Ω}$×3V=1.8V，所以电阻两端的电压最低为1.8V．
故答案为：（1）见上图；（2）电阻短路； （3）0.3；（4）1.5V；大；（5）B；让不变的电压大于等于1.8V．

点评 本题是探究电流与电阻关系的实验，考查了滑动变阻器的连接、电流表的读数及欧姆定律在串联电路中的应用，其中（5）是本题的难点，关键能分析出所需滑动变阻器的最大值及滑动变阻器阻值最大时，电阻两端能达到的最小电压．