Question

小明同學用如圖（甲）所示的電路做驗證“電流、電壓、電阻間關系”的實驗，電源電壓恒為4V．實驗步驟如下：

A．連接電路．在圖（乙）上補畫一根導線使電路完整，要求滑片P向左移動時，電流表示數(shù)變大．
B．連好電路后，閉合開關前，應先將滑動變阻器的滑片P移至________（左/右）端．
C．研究“電流與電壓的關系”時，保持電阻R不變，移動滑動變阻器觸頭在不同位置讀取兩表的數(shù)值，記錄在下表中．當滑動變阻器接入電路電阻最大時電流表的示數(shù)為________，電壓表示數(shù)為1.0V，電流表的示數(shù)如圖（丙）所示，將電流表的讀數(shù)填在右表空格中．請你幫小明算一算，實驗時所用電阻R的阻值是________Ω．
D．研究“電流與電阻的關系”時，小明利用剛才的實驗器材（除電阻R外）和電路，分別選用阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω定值電阻，實驗時控制電阻兩端電壓為2.0V不變，分別測出接入不同電阻時的電流．

實驗序號	電壓/V	電流/A
1	1.0	________
2	1.3	0.25
3	2.0	0.40
4	2.6	0.50

小明能順利完成這一實驗步驟嗎？簡要說明你的理由．

Answer 1

右    0.20A    5.1    0.20
分析：（1）滑動變阻器的接線原則是一上一下，下接線柱與滑片之間的電阻線是有效接入電路中的電阻，這段電阻越小，通過的電流越大．
（2）要求閉合開關前，將滑動變阻器的滑片移至阻值最大處．
（3）根據(jù)電流表的量程確定分度值，用分度值乘以指針所指的格數(shù)，即為電流值；表格中記錄了4次測量數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律的導出式，分別算出每次測量的電阻值，最后求平均值即為電阻R的阻值．
（4）根據(jù)電源電壓和第一次實驗的數(shù)據(jù)計算出滑動變阻器的最大阻值，然后看定值電阻為最大20Ω時，為控制電壓一定，滑動變阻器應該調節(jié)的數(shù)值，如果大于20則實驗不能順利完成．
解答：
A．向左滑時電流變大，即電阻變小，滑動變阻器左半部分電阻線接入電路，即下接線柱使用左端．
B．閉合開關前將滑動變阻器的阻值調至最大處，即遠離下端使用的接線柱，下接線柱使用左端，所以滑片移至右端．
C．電流表使用的是0～0.6A的量程，分度值是0.02A，指針正好指在0.2A處；
表格中四次的電阻計算分別為：
R₁===5.0Ω；
R₂===5.2Ω；
R₃===5.0Ω；
R₄===5.2Ω；
電阻的平均值為：
R_平均===5.1Ω．
D．由步驟C表格中實驗序號1數(shù)據(jù)可計算出滑動變阻器的最大阻值約為R===15Ω．
當用20Ω定值電阻進行實驗時，要使其兩端電壓為2.0V，則電路中電流應為 ．
滑動變阻器兩端電壓為 U₄^′=U-U₄=4V-2V=2V．
滑動變阻器最大電阻至少為 ．
而實驗中所用滑動變阻器最大阻值為15Ω，小于20Ω．所以當用20Ω 定值電阻進行實驗時，無法調節(jié)電阻兩端電壓為2.0V．
故答案為：
A．如圖．
B．右．
C．0.20；5.1．
D．不能．
說明：由步驟C表格中實驗序號1數(shù)據(jù)可計算出滑動變阻器的最大阻值約為R===15Ω．
當用20Ω定值電阻進行實驗時，要使其兩端電壓為2.0V，則電路中電流應為 ．
滑動變阻器兩端電壓為 U₄^′=U-U₄=4V-2V=2V．
滑動變阻器最大電阻至少為 ．
而實驗中所用滑動變阻器最大阻值為15Ω，小于20Ω．所以當用20Ω 定值電阻進行實驗時，無法調節(jié)電阻兩端電壓為2.0V．
點評：本題易錯點是求電阻值時，不是任何一次數(shù)據(jù)計算都可以，而是求四次的平均值；本題的難點是最后一次，串聯(lián)電路中按電阻的正比例分配電壓，定值電阻較大時，滑動變阻器接入的阻值也應較大，才能使電阻所占比例一定，即電壓一定．