Question

18．小華同學(xué)為了探究“電流與電阻的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了圖甲的實(shí)驗(yàn)電路，她在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室找來(lái)了如下一些實(shí)驗(yàn)器材：電壓恒為3V的電源，電流表、電壓表各一只，一個(gè)開(kāi)關(guān)，阻值分別為10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個(gè)，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω 1A”字樣，導(dǎo)線若干．
（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙的實(shí)物圖接完整．

（2）小華先把10Ω的電阻接入電路，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2V，讀出電流表示數(shù)后，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，她直接拆下10Ω的電阻，改換成阻值為20Ω的電阻繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)，閉合開(kāi)關(guān)，她應(yīng)將變阻器滑片向右端（選填“左”或“右”）移動(dòng)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的同時(shí)，眼睛應(yīng)注視C（選填字母）．
A．開(kāi)關(guān)   B．電流表示數(shù)   C．電壓表示數(shù)   D．滑動(dòng)變阻器滑片
（3）當(dāng)小華改用50Ω的電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，都無(wú)法使電壓表示數(shù)達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值，你認(rèn)為“電壓表示數(shù)無(wú)法達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值”的原因可能是C．
A．滑動(dòng)變阻器最大阻值太大   B．電壓表量程選小了   C．滑動(dòng)變阻器最大阻值太小   D．滑動(dòng)變阻器燒壞了．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源的電壓確定電壓表的量程，且與電阻R并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（2）探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，即電壓表的示數(shù)不變，用10Ω的電阻改換成20Ω的電阻時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知電阻兩端的電壓變化，根據(jù)歐姆定律可知電壓表示數(shù)不變時(shí)電路中電流的變化，進(jìn)一步可知滑動(dòng)變阻器阻值的變化和滑片移動(dòng)的方向；
（3）根據(jù)滑動(dòng)變阻器的最大阻值與定值電阻阻值間的關(guān)系，由串聯(lián)電路的分壓原理分析電壓表不能達(dá)到要求的原因．

解答 解：（1）已知電源電壓恒為3V，則電壓表的量程為0～3V，且與R并聯(lián)；
滑動(dòng)變阻器的任意上方接線柱與電流表的負(fù)接線柱相連，如下圖所示：

（2）探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，即題中電壓表的示數(shù)為2V不變，
由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，用10Ω的電阻改換成20Ω的電阻時(shí)，定值電阻R兩端分得的電壓變大，
要使電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)減小電路中的電流，即滑片向右端移動(dòng)，增大接入電路中的電阻，直至眼睛觀察到電壓表的示數(shù)為2.5V為止；
（3）當(dāng)改用50Ω的電阻時(shí)，若電壓表示數(shù)仍然為2V，則電路中的電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2V}{50Ω}$=0.04A，
滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)該為：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V-2V}{0.04A}$=25Ω＞20Ω，
由于滑動(dòng)變阻器的最大阻值太小，所以無(wú)法使電壓表的示數(shù)達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值，故選C．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）右；C；（3）C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電路的連接和串聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律的應(yīng)用等，知道實(shí)驗(yàn)中控制變量法的應(yīng)用和電壓表量程的選擇是關(guān)鍵．