Question

10．在“探究一定电压下，电流与电阻的关系”的实验中，老师提供的实验器材有：电源（电压恒为4.5Ⅴ），电流表，开关，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、），一段锰铜合金棒（阻值为2Ω/cm），金属夹，刻度尺，导线若干．小柯连接了下图电路，请思考并回答下列问题：
（1）老师观察后指出小柯连接的电路存在一处错误，你认为该错误是电流表正负接线柱接反了．
（2）小柯改正错误后开始实验，一闭合开关，发现电流表指针迅速偏转到刻度盘最右侧刻度线外，其原因可能是锰铜合金棒接入电路的阻值太小．
（3）实验时，在a、b间先接入5Ω的电阻，闭合开关，将金属夹移动到离金属棒左端5厘米处时，记下相应的电流值；再改接10Ω的电阻，此时应将金属夹移动到离金属棒左端10厘米处，再记下相应的电流值．之后他相继完成了另两个定值电阻的实验，在记录的四个电流值中最小值为0.06A．

Answer 1

分析 （1）电流表应串联接入电路，电表正负接线柱不能接反，分析图示电路图然后答题．
（2）闭合开关前滑动变阻器（锰铜合金棒）接入电路的阻值应为最大值，根据电路现象分析答题．
（3）探究电流与电阻的关系实验应控制电阻两端电压不变，根据串联电路特点与欧姆定律分析答题．

解答 解：（1）由图示电路图可知，电流表正负接线柱接反了．
（2）闭合开关，发现电流表指针迅速偏转到刻度盘最右侧刻度线外，说明电路电流太大，可能是由电路总电阻太小，即锰铜合金棒接入电路的阻值太小造成的．
（3）在a、b间先接入5Ω的电阻，将金属夹移动到离金属棒左端5厘米处时，金属棒接入电路的阻值为：2Ω/cm×5cm=10Ω，金属棒电阻是和合金棒电阻的两倍，其两端电压为定值电阻的两倍；再改接10Ω的电阻，为保持电阻两端电压不变，金属棒接入电路的阻值应为20Ω，此时应将金属夹移动到离金属棒左端$\frac{20Ω}{2Ω/cm}$=10cm处，再记下相应的电流值．当最大定值电阻25Ω电阻接入电路时，为保持定值电阻两端电压不变，金属棒接入电路的阻值应为25Ω×2=50Ω，此时电路电流最小，为：I=$\frac{U}{{R}_{定}+{R}_{锰铜合金棒}}$=$\frac{4.5V}{25Ω+50Ω}$=0.06A．
故答案为：（1）电流表正负接线柱接反了；（2）锰铜合金棒接入电路的阻值太小；（3）10；0.06．

点评 本题考查了探究电流与电阻关系实验，实验要应用控制变量法，要控制电阻两端电压不变，应用控制变量法，分析清楚图示电路 结构、应用串联电路特点与欧姆定律即可正确解题．