Question

16．在探究“通過導體中的電流與電阻之間關系”的實驗中，實驗器材：電源（4.5V）、電流表（量程0-0.6A）、電壓表（量程0-3V）、三個定值電阻（R₁=5Ω，R₂=10Ω，R₃=20Ω），滑動變阻器R標有“30Ω  1A”字樣．如圖所示，當在a、b兩點間接入定值電阻R₁，閉合開關，移動滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V，讀出電流表的示數(shù)．斷開開關，將R₁換成R₂后，接下來應該進行的操作是（　�。�

• A． 閉合開關，直接讀數(shù)電流表的示數(shù)
• B． 閉合開關，將滑片P向左移動，保持電壓表示數(shù)2.5V不變
• C． 閉合開關，將滑片P向右移動，保持電壓表示數(shù)2.5V不變
• D． 將滑片移動至阻值最大的位置后再閉合開關

Answer 1

分析 在a、b兩點間接入定值電阻R₁，閉合開關，移動滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V，求出此時變阻器連入電路中的電阻大��；斷開開關，將R₁換成R₂后，預判出定值電阻的電壓，根據(jù)定值電阻兩端電壓的大小確定接下來應該進行的操作：若定值電阻的電壓大于2.5V而小于3V，則滑片向右移動，使定值電阻的電壓保持不變；若定值電阻的電壓大于3V，則應先將滑片移至滑動變阻器阻值最大的位置后再閉合開關，確保電壓表的安全，然后再向左移動滑片使定值電阻的電壓保持不變．

解答 解：在探究“通過導體中的電流與電阻之間關系”的實驗中，應改變定值電阻的大小，控制定值電阻兩端的電壓大小不變，比較電流與電阻的關系．
在a、b兩點間接入定值電阻R₁，閉合開關，移動滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V，則變阻器的電壓U_滑=4.5V-2.5V=2V，根據(jù)分壓原理，$\frac{{R}_{1}}{{R}_{滑}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{滑}}$，滑動變阻器連入電路中的電阻R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{1}}$×R₁=$\frac{2}{2.5}$×5Ω=4Ω；
當斷開開關，將R₁換成R₂后，假設閉合開關，電路中的電流I=$\frac{U}{{R}_{2}{+R}_{滑}}$=$\frac{4.5V}{10Ω+4Ω}$=0.32A，定值電阻R₂兩端的電壓U₂=IR₂=0.32A×10Ω=3.2V＞3V，超過電壓的量程．
A、B、C、直接閉合開關，實際電壓超過電壓表的量程，均錯誤；
D、先將滑片移至滑動變阻器阻值最大的位置后再閉合開關，根據(jù)分壓原理，此時定值電阻分得的電壓U₂=$\frac{{R}_{2}}{{R}_{2}{+R}_{滑全}}$×U=$\frac{10}{10+30}×4.5V$=1.125V＜2.5V（滑片再向左移動，使定值電阻的電壓為2.5V）．正確．
故選D．

點評 本題受思維定勢的影響，認為斷開開關，將R₁換成R₂后，分得電壓變大，因要控制定值電阻電壓大小不變，將滑片P向右移動，易錯選C．