Question

17．【實(shí)驗(yàn)名稱】探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
【實(shí)驗(yàn)器材】電壓表（0-3V，0-15V）；電流表（0-0.6A，0-3A）；滑動(dòng)變阻器（0-15Ω）；阻值為5、10Ω的定值電阻各一個(gè)；開關(guān)一只和導(dǎo)線若干．
實(shí)驗(yàn)中兩位同學(xué)商定電壓表的示數(shù)保持2V不變，為順利完成實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有電壓為4.5V和6V的兩電池組可供選擇，則A
A．只能選擇4.5V的電池組    B．只能選擇6V的電池組   
C．兩電池組均可選用        D．須將其變成10.5V的電池組使用
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃】
同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖1所示甲、乙、丙三個(gè)電路
①根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖進(jìn)行電路連接，小明在連線時(shí)還有部分線沒有完成，請(qǐng)你將實(shí)物電路連接完整（導(dǎo)線不得交叉，且要求閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大
②小明通過實(shí)驗(yàn)得出了下表中的數(shù)據(jù)，請(qǐng)讀出圖2中兩表的示數(shù)，記在表中最后一列的空格處．

電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.4
電流I/A	0.05	0.1	0.15	0.2	0.24

Answer 1

分析 【實(shí)驗(yàn)器材】
知道定值電阻的阻值和電壓表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)電路中的電流，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，
根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，最后結(jié)合滑動(dòng)變阻器的最大阻值即可判斷所需電源的電壓；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃】
①在探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，應(yīng)采用控制變量法，即控制電阻大小不變，改變電阻兩端的電壓，測出電阻上的電流；
根據(jù)電路圖將電壓表與定值電阻并聯(lián)，電流表與定值電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則與開關(guān)串聯(lián)；
②確定電表的量程和分度值，讀出兩表的示數(shù)填入表格中即可．

解答 解：【實(shí)驗(yàn)器材】
由題意可知，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，
當(dāng)定值電阻的阻值最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，
此時(shí)電路中的電流大約為I=$\frac{{U}_{V}}{R}$=$\frac{2V}{10Ω}$=0.2A，
若電源的電壓U=4.5V，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_V=4.5V-2V=2.5V，
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω＜15Ω，此電源可用；
若電源的電壓U=6V，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=6V-2V=4V，
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω＞15Ω，所以6V或大于6V的電源不可用．
故選：A．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃】
①圖甲因燈泡的電阻與溫度有關(guān)，即電阻是變化的，在實(shí)驗(yàn)時(shí)無法控制電阻不變；所以實(shí)驗(yàn)時(shí)不能用燈泡代替定值電阻，故圖甲不符合題意；
圖乙是兩個(gè)定值電阻并聯(lián)，不能改變定值電阻兩端的電壓，所以不能探究電流與電壓的關(guān)系，故圖乙不符合題意；
圖丙中的滑動(dòng)變阻器，能夠改變電阻兩端的電壓，多測幾組數(shù)據(jù)，避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性，故圖丙符合題意；
根據(jù)圖丙電路圖連接實(shí)物圖，將電壓表與定值電阻并聯(lián)，電流表與定值電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則與開關(guān)串聯(lián)接入電路，
由圖2可知，滑片位于最左端，要使閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大，只需將滑動(dòng)變阻器的右下方接線柱與開關(guān)相連即可，如圖所示：

②由圖3可知，電壓表選擇的量程是0～3V，分度值是0.1V，所以電壓表的示數(shù)為2.4V；
電流表選擇是量程是0～0.6A，分度值是0.02A，所以電流表的示數(shù)為0.24A．
故答案為：【實(shí)驗(yàn)器材】A；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃】①見上圖；②2.4；0.24．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，涉及到了電源的選擇、連接實(shí)物電路圖、電表的讀數(shù)等，這些知識(shí)點(diǎn)中尤其是連接實(shí)物電路圖是最常見的內(nèi)容，也是�？嫉膬�(nèi)容，一定要掌握．