Question

（2008?东台市模拟）小明同学用如图（甲）所示的电路做验证“电流、电压、电阻间关系”的实验，电源电压恒为4V．实验步骤如下：

A．连接电路．在图（乙）上补画一根导线使电路完整，要求滑片P向左移动时，电流表示数变大．
B．连好电路后，闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片P移至

右

（左/右）端．
C．研究“电流与电压的关系”时，保持电阻R不变，移动滑动变阻器触头在不同位置读取两表的数值，记录在下表中．当滑动变阻器接入电路电阻最大时电流表的示数为

0.20A

，电压表示数为1.0V，电流表的示数如图（丙）所示，将电流表的读数填在右表空格中．请你帮小明算一算，实验时所用电阻R的阻值是

5.1

Ω．
D．研究“电流与电阻的关系”时，小明利用刚才的实验器材（除电阻R外）和电路，分别选用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω定值电阻，实验时控制电阻两端电压为2.0V不变，分别测出接入不同电阻时的电流．

实验序号	电压/V	电流/A
1	1.0	0.20
2	1.3	0.25
3	2.0	0.40
4	2.6	0.50

小明能顺利完成这一实验步骤吗？简要说明你的理由．

Answer 1

分析：（1）滑动变阻器的接线原则是一上一下，下接线柱与滑片之间的电阻线是有效接入电路中的电阻，这段电阻越小，通过的电流越大．
（2）要求闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处．
（3）根据电流表的量程确定分度值，用分度值乘以指针所指的格数，即为电流值；表格中记录了4次测量数据，根据欧姆定律的导出式R=

U

I

，分别算出每次测量的电阻值，最后求平均值即为电阻R的阻值．
（4）根据电源电压和第一次实验的数据计算出滑动变阻器的最大阻值，然后看定值电阻为最大20Ω时，为控制电压一定，滑动变阻器应该调节的数值，如果大于20则实验不能顺利完成．

解答：解：
A．向左滑时电流变大，即电阻变小，滑动变阻器左半部分电阻线接入电路，即下接线柱使用左端．
B．闭合开关前将滑动变阻器的阻值调至最大处，即远离下端使用的接线柱，下接线柱使用左端，所以滑片移至右端．
C．电流表使用的是0～0.6A的量程，分度值是0.02A，指针正好指在0.2A处；
表格中四次的电阻计算分别为：
R₁=

U1

I1

=

1.0V

0.20A

=5.0Ω；
R₂=

U2

I2

=

1.3V

0.25A

=5.2Ω；
R₃=

U3

I3

=

2.0V

0.40A

=5.0Ω；
R₄=

U4

I4

=

2.6V

0.50A

=5.2Ω；
电阻的平均值为：
R_平均=

R1+R2+R3+R4

4

=

5.0Ω+5.2Ω+5.0Ω+5.2Ω

4

=5.1Ω．
D．由步骤C表格中实验序号1数据可计算出滑动变阻器的最大阻值约为R=

U

I

=

3V

0.2A

=15Ω．
当用20Ω定值电阻进行实验时，要使其两端电压为2.0V，则电路中电流应为 I=

U4

R4

=

2V

20Ω

=0.1A．
滑动变阻器两端电压为 U₄^′=U-U₄=4V-2V=2V．
滑动变阻器最大电阻至少为 R′=

U ′ 4

I4

=

2V

0.1A

=20Ω．
而实验中所用滑动变阻器最大阻值为15Ω，小于20Ω．所以当用20Ω 定值电阻进行实验时，无法调节电阻两端电压为2.0V．
故答案为：
A．如图．
B．右．
C．0.20；5.1．
D．不能．
说明：由步骤C表格中实验序号1数据可计算出滑动变阻器的最大阻值约为R=

U

I

=

3V

0.2A

=15Ω．
当用20Ω定值电阻进行实验时，要使其两端电压为2.0V，则电路中电流应为 I=

U4

R4

=

2V

20Ω

=0.1A．
滑动变阻器两端电压为 U₄^′=U-U₄=4V-2V=2V．
滑动变阻器最大电阻至少为 R′=

U ′ 4

I4

=

2V

0.1A

=20Ω．
而实验中所用滑动变阻器最大阻值为15Ω，小于20Ω．所以当用20Ω 定值电阻进行实验时，无法调节电阻两端电压为2.0V．

点评：本题易错点是求电阻值时，不是任何一次数据计算都可以，而是求四次的平均值；本题的难点是最后一次，串联电路中按电阻的正比例分配电压，定值电阻较大时，滑动变阻器接入的阻值也应较大，才能使电阻所占比例一定，即电压一定．