Question

3．在“探究電流跟電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，已知電源電壓恒為3V，電路中電流約為0.5A，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“15Ω  1A”字樣，滑片向右滑動(dòng)時(shí)電流變大．
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，按圖1電路圖將實(shí)物電路補(bǔ)充完整；
（2）在圖2虛線框內(nèi)畫出相應(yīng)的電路圖；

（3）連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量并求出電阻值的平均值，其目的是為了減小測(cè)量的誤差；
（4）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為1.5V，讀出并記下電流值；斷開開關(guān)再將5Ω的電阻改接成10Ω的電阻，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于1.5V，于是他下一步的操作是：將滑動(dòng)變阻器的滑片向左（左/右）移動(dòng)，使電壓表示數(shù)為1.5V并記下電流值；可當(dāng)他再將10Ω的電阻改接成20Ω的電阻重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)無論如何電壓表的示數(shù)總是大于1.5V，其原因是滑動(dòng)變阻器的最大阻值較�。�

Answer 1

分析 （1）由圖乙可知，電流表、滑動(dòng)變阻器連接不完整，把電流表、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，即可完成電路連接；
（2）根據(jù)連接的實(shí)物圖可畫出電路圖；
（3）連接實(shí)物圖時(shí)，開關(guān)處于斷開狀態(tài)，閉合開關(guān)前，滑片要處于最大阻值處；
測(cè)定值電阻的阻值應(yīng)多次測(cè)量取平均值，這是為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差．
（4）當(dāng)將電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻阻值變大，定值電阻分壓變大，滑動(dòng)變阻器分壓變小，為保證電阻兩端電壓不變，應(yīng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，使電阻兩端電壓減��；根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出，定值電阻為20Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，根據(jù)該阻值分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象原因．

解答 解：（1）將定值電阻的右接線柱與電流表的“-”接線柱相連，電流表的“+”接線柱與滑動(dòng)變阻器的右下接線柱相連，如圖所示．

（2）將定值電阻、電流表、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，電路圖如圖所示：

（3）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
為了減小測(cè)量的誤差，實(shí)驗(yàn)中我們常采用多次測(cè)量求平均值的方法．
（4）定值電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻分壓變大，大于原來的電壓1.5V，為保持定值電阻兩端電壓1.5V不變，由電路圖可知，應(yīng)向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，增大滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，增大滑動(dòng)變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓減小到原來的值1.5V，保持電阻兩端電壓不變；
當(dāng)定值電阻阻值是20Ω時(shí)，電路電流I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{1.5V}{20Ω}$=0.075A，滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=U-U_R=3V-1.5V=1.5V，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1.5V}{0.075A}$=20Ω＞15Ω，即滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值小于電路需要接入的阻值，所以論如何電壓表的示數(shù)總是大于1.5V．
故答案為：（1）見解答圖；（2）見解答圖；（3）斷開；為了減小測(cè)量的誤差；（4）左；滑動(dòng)變阻器的最大阻值較小．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、根據(jù)實(shí)物圖畫電路圖、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析等問題，第（4）小題是本題的難點(diǎn)，知道實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓不變，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、掌握串聯(lián)電路特點(diǎn)是正確解題的基礎(chǔ)與關(guān)鍵．