Question

1．如图所示是探究电流与电阻的关系实验电路图，电源电压保存3V不变，滑动变阻器的规格是“10Ω  1A”，实验中，先在a，b两点间接入5Ω的电阻，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2V，读出并记录下此时电流表的示数，接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验，为了保证实验的进行，a，b间换接的电阻阻值应为（　　）

• A． 10Ω
• B． 20Ω
• C． 30Ω
• D． 40Ω

Answer 1

分析 探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电阻两端的电压即电压表的示数不变，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电流特点求出滑动变阻器接入电路中的电阻与定值电阻阻值的比值；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，定值电阻的阻值最大，根据比值关系求出定值电阻的最大阻值得出定值电阻的范围，然后结合选项得出答案．

解答 解：探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电阻两端的电压即电压表的示数不变，
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以滑动变阻器两端的电压：
U_滑=U-U_R=3V-2V=1V，
因为串联电路中各处的电流相等，
所以根据欧姆定律可得：
$\frac{{R}_{滑}}{R}$=$\frac{\frac{{U}_{滑}}{I}}{\frac{{U}_{R}}{I}}$=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{R}}$=$\frac{1V}{2V}$=$\frac{1}{2}$，
当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时，定值电阻的最大阻值：
R_max=2R_滑max=2×10Ω=20Ω，
即定值电阻的最大阻值不能超过20Ω，则a，b间换接的电阻阻值应为10Ω、20Ω．
故选AB．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是知道探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电压表的示数不变，且滑动变阻器接入电路中的阻值最大时定值电阻的阻值也最大．