Question

7．小雪同學(xué)用如圖甲所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”．已知電源電壓為6V，滑動(dòng)變阻器R₂的最大阻值為20Ω，電阻R₁為10Ω．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到某一位置時(shí)，讀出電阻R₁兩端的電壓為4V，并讀出了電流表此時(shí)的示數(shù)．緊接著小雪想更換與電壓表并聯(lián)的電阻再做兩次實(shí)驗(yàn)，可供選擇的電阻有15Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一個(gè)．

（1）為了保證實(shí)驗(yàn)成功，小雪選擇的電阻是15Ω、30Ω；
（2）滑動(dòng)變阻器在該實(shí)驗(yàn)中的作用是控制電壓表的示數(shù)保持不變；
（3）為完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)該實(shí)驗(yàn)的表格（圖2）：
（4）利用該電路圖還可以完成書(shū)本中的哪些實(shí)驗(yàn)？測(cè)電阻的阻值，測(cè)量電阻的電功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串聯(lián)電路中電阻分擔(dān)電壓的規(guī)律求出電阻的阻值；
（2）滑動(dòng)變阻器可以改變電路中的電流值和電壓值；
（3）本實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)控制電壓表示數(shù)不變，通過(guò)改變電阻來(lái)探究電流與電阻的關(guān)系；
（4）根據(jù)電流值和電壓值，利用歐姆定律可以求出電阻．

解答 解：（1）電源電壓為6V，滑動(dòng)變阻器R₂的最大阻值為20Ω，電阻R₁兩端的電壓為4V，在本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓表示數(shù)不變；
根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U'=6V-4V=2V；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部接入電路時(shí)，此時(shí)電路中的電流為：I=$\frac{U'}{{R}_{2}}$=$\frac{2V}{20Ω}$=0.1A，
則此時(shí)定值電阻的阻值：R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω（即定值電阻的阻值最大為40Ω）；
所以，為了保證實(shí)驗(yàn)成功，小雪選擇的電阻是15Ω、30Ω；
（2）滑動(dòng)變阻器通過(guò)改變接入電路的阻值大小，可以改變電路中的電流值和電壓值，控制電壓表的示數(shù)保持不變；
（3）本實(shí)驗(yàn)中，電壓表的示數(shù)應(yīng)保持不變，改變定值電阻的阻值，記錄對(duì)應(yīng)的電流值，故數(shù)據(jù)表格為：

U=4V	電阻/Ω	10	15	30
	電流/A

（4）電流表可測(cè)出電阻的電流，電壓表可以測(cè)出電阻的電壓，根據(jù)電流值和電壓值，可以求出電阻的阻值和電功率，所以，這個(gè)實(shí)驗(yàn)電路還可以測(cè)電阻的阻值，可以測(cè)量電阻的電功率．
故答案為：（1）15Ω、30Ω；（2）控制電壓表的示數(shù)保持不變；（3）如表格；（4）測(cè)電阻的阻值，測(cè)量電阻的電功率．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器的選擇、實(shí)驗(yàn)操作分析等問(wèn)題，要根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理認(rèn)真分析，然后提出改進(jìn)措施．