Question

某班同學(xué)在研究“電流跟電阻的關(guān)系”時(shí)，設(shè)計(jì)的電路如圖2所示．選用器材有：電源（電壓恒為6V）、電流表（量程選用0～0.6A）、電壓表（量程選用0-3V）、滑動(dòng)變阻器R_2（20Ω　2A），開關(guān)各一只，導(dǎo)線若干，電阻（阻值為5Ω、8Ω、10Ω、12Ω、24Ω各一只）．
（1）請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖，將實(shí)物圖（圖1）連接完整．

（2）在探究電流跟電阻的關(guān)系時(shí)，測(cè)量一組電流、電阻值后，改變R₁阻值，閉合開關(guān)，在讀出并記錄第二組電流、電阻值前，應(yīng)先進(jìn)行的操作是________．
（3）為了實(shí)驗(yàn)器材的安全和實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，改變R₁阻值時(shí)，在5Ω、8Ω、10Ω、12Ω、24Ω的供選電阻中，不能選用的電阻是________Ω．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)要讓電阻R₁兩端的電壓為2.5V，電阻R，選用10n的阻值時(shí)，滑動(dòng)變阻器Rz的阻值應(yīng)為________Ω．

Answer 1

解：（1）電壓表與電阻并聯(lián)，電流表與電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（2）要探究電流與電壓的關(guān)系，必須通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，來控制電阻兩端的電壓不變；
所以改變R₁阻值，閉合開關(guān)，在讀出并記錄第二組電流、電阻值前，應(yīng)先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電阻R₁兩端的電壓不變，即電壓表的示數(shù)不變．
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)滿量程時(shí)，滑動(dòng)變阻器分得的電壓和電阻R₁分得的電壓相等，均為3V；
∵串聯(lián)電路各處的電流相等，
∴電阻R₁的最大阻值為20Ω，結(jié)合選項(xiàng)可知，24Ω的電阻不符合題意．
（4）當(dāng)U₁=2.5V，R₁=10Ω，
電路中的電流I===0.25A，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U₂=U-U₁=6V-2.5V=3.5V，
R₂===14Ω．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表的示數(shù)不變；（3）24；（4）14．
分析：（1）由電路圖可知，電壓表與電阻并聯(lián)，電流表與電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（2）在研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該控制電阻兩端的電壓不變，是通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片實(shí)現(xiàn)的；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大、R₁=5Ω時(shí)，電路中的電流=0.24A＜0.6A，即這些電阻都可以使電流表正常工作；當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)R₁的阻值即可判斷不能選用的電阻；
（4）根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，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，再根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)物圖的連接、串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律的計(jì)算等，關(guān)鍵是明白研究“電流跟電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的原理，難點(diǎn)是根據(jù)電表的量程判斷R₁不可能的阻值．