小敏用如图甲所示的电路图.研究“通过导体的电流与导体电阻的关系 .电源电压恒为3V.5个定值电阻阻值分别为5Ω.10Ω.15Ω.20Ω.30Ω.滑动变阻器最大阻值为10Ω．(1)开关S闭合前.滑动变阻器的滑片应滑到右端,实验过程中.移动变阻器滑片时.眼睛应注视B．A．变阻器滑片 B．电压表示数 C．电流表示数(2)小敏记下前4次� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

1．小敏用如图甲所示的电路图，研究“通过导体的电流与导体电阻的关系”，电源电压恒为3V，5个定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑动变阻器最大阻值为10Ω．

（1）开关S闭合前，滑动变阻器的滑片应滑到右端（填“左”或“右”）；实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视B（选填序号）．
A．变阻器滑片 B．电压表示数 C．电流表示数
（2）小敏记下前4次实验的电流和电阻值，描绘在丙图中．乙图中阴影部分面积表示的物理量是电压，它的值为2V．
（3）第5次实验，将电阻由20Ω换为30Ω时，应将滑动变阻器的滑片向右端移动（填“左”或“右”），但小敏发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电阻两端的电压始终无法达到需要的电压．经检查，电路连接无误，各元件均完好，请你帮他找出一种可能的原因变阻器的最大阻值太小．
（4）为完成整个实验，需要一个最大阻值不小于15Ω的滑动变阻器．

分析（1）为保护电路，开关闭合前，应将滑片移至最大阻值处；
要探究电流与电阻的关系，改变电阻，保持电阻两端的电压不变；
（2）阴影部分为电流和电阻的乘积，应该为定值电阻两端的电压值；
（3）根据串分压的知识，换用较大阻值的电阻，电压表的示数变大，为使其示数不变，应增大滑动变阻器的阻值，从而可判断滑片的移动方向；
定值电阻的阻值越大，所需滑动变阻器的阻值也越大，可计算出当电阻值为30Ω时所需滑动变阻器的阻值，与其最大阻值比较便可得出结论；
（4）根据（3）的分析可得结论．

解答解：（1）由图知，变阻器的下面接了左边的接线柱，所以在闭合开关前，应将滑片移至最右端，使其阻值最大；
探究电流与电阻的关系，改变电阻，保持电阻两端的电压不变，因此移动变阻器滑片时，眼睛应注视电压表；
（2）阴影部分为横、纵坐标的乘积，即阴影部分的面积为：S=IR=U_R，即测量的是电压：U_R=IR=0.2A×10Ω=2V；
（3）将电阻由20Ω换为30Ω时，电压表的示数将变大，要使电压表的示数不变，应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向右滑动；
当电阻值为30Ω时，电路中的电流：I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{2V}{30Ω}$=$\frac{1}{15}$A；
变阻器两端的电压：U_滑=3V-2V=1V；
所以变阻器的阻值应为：R_滑=$\frac{1V}{\frac{1}{15}A}$=15Ω＞10Ω，所以使用此滑动变阻器无法使电压表的示数达到2V；
（4）由（3）分析可知，所需滑动变阻器的最大阻值应不小于15Ω．
故答案为：（1）右；B；（2）电压；2V；（3）右；变阻器的最大阻值太小；（4）15．

点评本题从实验注意事项、实验操作、实物图的连接、滑动变阻器的选择、欧姆定律的应用等方面较为综合的考查了学生对实验的了解情况，从中加强了学生综合能力的培养，是一道不错的实验题．