Question

13．在探究電流與電壓、電阻的關系中：
【提出問題】通過導體的電流與導體兩端電壓及導體電阻的大小有什么關系？
【猜想】導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．
【實驗器材】電源（電壓恒為4.5V），電流表、電壓表各一只，開關一個，三個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω），三只滑動變阻器（10Ω1.5A、20Ω1.5A、50Ω1A），電線若干．

【實驗過程】
（1）在圖乙虛線框內畫出圖甲所示實物圖的電路圖．
（2）小紅按圖甲正確連接電路后，閉合開關前，應把滑動變阻器的滑片滑到最右（選填“左”或“右”）端，閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0，電壓表指針超過量程．你認為造成這一現(xiàn)象的原因是電阻處斷路．
（3）小紅在探究時，先將5Ω的電阻連入電路中，閉合開關，移動滑片，使電壓表的示數(shù)為1.5V，并記下電流值．接著斷開開關，取下5Ω電阻，改接10Ω的電阻（滑動變阻器滑片位置未動），當她接入10Ω電阻后，閉合開關，應將滑動變阻器滑片向右（選填“左”或“右”）端移動，直至電壓表示數(shù)為1.5V，再次記下電流值．
（4）接著小紅換用15Ω的電阻重復上述實驗，得到了下表中的實驗數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)得出：導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．

電阻R/Ω	5	10	15
電流I/A	0.30	0.15	0.10

（5）小紅實驗時所選擇的滑動變阻器規(guī)格是50Ω 1A．

Answer 1

分析 （1）分析實物電路圖，明確各電路元件的連接方式，然后根據(jù)實物電路圖作出電路圖．
（2）連接電路時，開關處于斷開狀態(tài)和滑動變阻器處于最大阻值處都能保護電路；電流表的指針幾乎不動，說明電路是開路；電壓表的指針有明顯的偏轉，說明電壓表通過電流表和定值電阻與電源兩極相連，因此定值電阻處出現(xiàn)開路．
（3）定值電阻變大時，兩端電壓相應變大，為保持電壓一定，必須調節(jié)滑動變阻器滑片，使其接入電路電阻相應變化．．
（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，利用U=IR可知定值電阻兩端電壓，然后根據(jù)滑動變阻器兩端電壓和電路中最小的電流求出滑動變阻器接入電路的阻值，即可選擇出符合要求的滑動變阻器．

解答 解：（1）分析實物電路圖，根據(jù)實物電路圖作出實驗電路圖，如圖所示．

（2）連接電路時，為防止電流過大燒壞電路元件、保護電路開關處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器處于最大阻值處，即最右端；電流表無示數(shù)，說明電路中可能出現(xiàn)了斷路；又因為電壓表指針有明顯偏轉，說明電壓表所并聯(lián)部分即定值電阻斷路．
（3）將5Ω電阻換成10Ω電阻、阻值變大分得電壓變大，為控制定值電阻兩端電壓為1.5V，應向右滑動變阻器的滑片，增大滑動變阻器分得電壓．
（5）由I=$\frac{U}{R}$，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，定值電阻兩端電壓：U_R=IR=0.1A×15Ω=1.5V；
串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，
所以滑動變阻器兩端電壓：U_滑=4.5V-1.5V=3V，
則滑動變阻器接入電路的最大阻值：R=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω．
故選50Ω、1A的滑動變阻器．
故答案為：（1）見上圖；（2）右；電阻處斷路；（3）右；電壓表示數(shù)為1.5V；（4）50Ω  1A．

點評 本題考查了根據(jù)實物電路圖作實驗電路圖、實驗注意事項、滑動變阻器的調節(jié)、實驗數(shù)據(jù)分析、實驗器材的選擇，是實驗的�？紗栴}，一定要掌握；分析清楚電路結構是正確作出電路圖的前提與關鍵．