Question

10．在“探究一定電壓下，電流與電阻的關(guān)系”的實驗中，老師提供的實驗器材有：電源（電壓恒為4.5Ⅴ），電流表，開關(guān)，四個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、），一段錳銅合金棒（阻值為2Ω/cm），金屬夾，刻度尺，導(dǎo)線若干．小柯連接了下圖電路，請思考并回答下列問題：
（1）老師觀察后指出小柯連接的電路存在一處錯誤，你認為該錯誤是電流表正負接線柱接反了．
（2）小柯改正錯誤后開始實驗，一閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表指針迅速偏轉(zhuǎn)到刻度盤最右側(cè)刻度線外，其原因可能是錳銅合金棒接入電路的阻值太�。�
（3）實驗時，在a、b間先接入5Ω的電阻，閉合開關(guān)，將金屬夾移動到離金屬棒左端5厘米處時，記下相應(yīng)的電流值；再改接10Ω的電阻，此時應(yīng)將金屬夾移動到離金屬棒左端10厘米處，再記下相應(yīng)的電流值．之后他相繼完成了另兩個定值電阻的實驗，在記錄的四個電流值中最小值為0.06A．

Answer 1

分析 （1）電流表應(yīng)串聯(lián)接入電路，電表正負接線柱不能接反，分析圖示電路圖然后答題．
（2）閉合開關(guān)前滑動變阻器（錳銅合金棒）接入電路的阻值應(yīng)為最大值，根據(jù)電路現(xiàn)象分析答題．
（3）探究電流與電阻的關(guān)系實驗應(yīng)控制電阻兩端電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路特點與歐姆定律分析答題．

解答 解：（1）由圖示電路圖可知，電流表正負接線柱接反了．
（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表指針迅速偏轉(zhuǎn)到刻度盤最右側(cè)刻度線外，說明電路電流太大，可能是由電路總電阻太小，即錳銅合金棒接入電路的阻值太小造成的．
（3）在a、b間先接入5Ω的電阻，將金屬夾移動到離金屬棒左端5厘米處時，金屬棒接入電路的阻值為：2Ω/cm×5cm=10Ω，金屬棒電阻是和合金棒電阻的兩倍，其兩端電壓為定值電阻的兩倍；再改接10Ω的電阻，為保持電阻兩端電壓不變，金屬棒接入電路的阻值應(yīng)為20Ω，此時應(yīng)將金屬夾移動到離金屬棒左端$\frac{20Ω}{2Ω/cm}$=10cm處，再記下相應(yīng)的電流值．當(dāng)最大定值電阻25Ω電阻接入電路時，為保持定值電阻兩端電壓不變，金屬棒接入電路的阻值應(yīng)為25Ω×2=50Ω，此時電路電流最小，為：I=$\frac{U}{{R}_{定}+{R}_{錳銅合金棒}}$=$\frac{4.5V}{25Ω+50Ω}$=0.06A．
故答案為：（1）電流表正負接線柱接反了；（2）錳銅合金棒接入電路的阻值太小；（3）10；0.06．

點評 本題考查了探究電流與電阻關(guān)系實驗，實驗要應(yīng)用控制變量法，要控制電阻兩端電壓不變，應(yīng)用控制變量法，分析清楚圖示電路 結(jié)構(gòu)、應(yīng)用串聯(lián)電路特點與歐姆定律即可正確解題．