Question

11．圖甲是某同學(xué)探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)電路．已知學(xué)生電源電壓為4.5V，滑動變阻器規(guī)格為“20Ω 1A”，可供選擇的定值電阻的阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω．

（1）該同學(xué)根據(jù)圖甲連接的實(shí)物電路如圖乙所示，其中一根導(dǎo)線連接是錯誤的，請?jiān)趫D乙中將這根線打上“×”，并補(bǔ)畫出正確的連線．
（2）電路連接正確后，先用5Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片，此時電流表的示數(shù)如圖丙所示；再將5Ω的定值電阻換成10Ω定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，移動滑片直至電壓表示數(shù)為2V，并記錄電流表的示數(shù)．
（3）該同學(xué)還想多測幾組數(shù)據(jù)，但他不能選用大于15Ω的定值電阻．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)注意將電壓表與電阻并聯(lián)，變阻器串聯(lián)在電路中；
（2）確定電流表的量程和分度值，讀出電流表的示數(shù)；
探究電流與電阻的關(guān)系，需保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)U=IR可計(jì)算出電阻兩端的電壓值；
（3）定值電阻的阻值越大，所需變阻器的阻值越大，可根據(jù)變阻器的最大阻值計(jì)算出可接入的最大阻值．

解答 解：
（1）由圖知，變阻器與電阻并聯(lián)，且電壓表串聯(lián)在電路中了，應(yīng)將電壓表與電阻并聯(lián)，可將電阻右側(cè)的導(dǎo)線接在電壓表的負(fù)接線柱上，如圖所示：

（2）由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，示數(shù)為0.4A；
電阻兩端的電壓為U=IR=0.4A×5Ω=2V，將5Ω的定值電阻換成10Ω定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，應(yīng)保持電阻兩端的電壓為2V不變，所以應(yīng)移動滑片直至電壓表示數(shù)為2V；
（3）由以上分析知，實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持定值電阻兩端的電壓為2V不變，變阻器的最大阻值為20Ω，電路中的電流應(yīng)為I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}=\frac{4.5V-2V}{20Ω}=0.125A$；則允許接的最大電阻值為：R=$\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.125A}=16Ω$，則不能選用大于15Ω的電阻．
故答案為：
（1）見上圖；（2）2；（3）15Ω．

點(diǎn)評 探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，要注意保持電阻兩端的電壓不變，本題考查了電路的連接、電流表的讀數(shù)及定值電阻的選擇，（3）是該題的難點(diǎn)，關(guān)鍵要注意電阻的阻值越大，所需變阻器的阻值越大．