Question

6．小玉同學(xué)想探究“電流與電阻的關(guān)系”，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電源（電壓恒為6V），滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Ω  1A”，可供選擇的定值電阻的阻值為10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、40Ω和50Ω．

（1）小玉根據(jù)圖甲連接的實(shí)物電路如圖乙所示，其中有一根導(dǎo)線連接是錯(cuò)誤的，請(qǐng)?jiān)趫D乙中將這根線打上“×”，并補(bǔ)畫出正確的連線．
（2）電路連接正確后，先用10Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則該電路故障可能是定值電阻斷路排除故障后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，斷開開關(guān)，不更換或移動(dòng)其他元件，僅將10Ω的定值電阻直接換成15Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后再閉合開關(guān)．此時(shí)應(yīng)將滑片P向右（選填“左”或“右”）移動(dòng)．
（3）小玉還想多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，但她不能選用的定值電阻的阻值為50Ω．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)注意將電壓表與電阻并聯(lián)，變阻器串聯(lián)在電路中；
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0，電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近4.5V，說(shuō)明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的電阻之外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了；研究電流與電阻的關(guān)系，需要改變接入電路的電阻阻值，并且保持不同阻值的電阻兩端電壓相同；
（3）定值電阻的阻值越大，所需變阻器的阻值越大，可根據(jù)變阻器的最大阻值計(jì)算出可接入的最大阻值．

解答 解：（1）由圖甲知，變阻器與電阻并聯(lián)，且電壓表串聯(lián)在電路中了，應(yīng)將電壓表與電阻并聯(lián)，可將電阻右側(cè)的導(dǎo)線接在電壓表的負(fù)接線柱上，如圖所示：

（2）電流表示數(shù)為0，電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近4.5V，說(shuō)明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的電阻之外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的定值電阻斷路了；
研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，將10Ω電阻換成15Ω電阻后，分擔(dān)的電壓變大，所以應(yīng)向右移動(dòng)滑片增大滑動(dòng)變阻器的阻止，讓它分擔(dān)的電壓變大，從而使電阻兩端的電壓變小而保持不變；
（3）由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，示數(shù)為0.4A；
電阻兩端的電壓為U=IR=0.4A×10Ω=4V，
實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持定值電阻兩端的電壓為4V不變，變阻器的最大阻值為20Ω，電路中的電流應(yīng)為I_小=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{6V-4V}{20Ω}$=0.1A；
則允許接的最大電阻值為：R=$\frac{U}{{I}_{小}}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω，50Ω大于40Ω，所以不可以使用．
故答案為：（1）見上圖；（2）定值電阻斷路；右；（3）50Ω．

點(diǎn)評(píng) 探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，要注意保持電阻兩端的電壓不變，本題考查了電路的連接、電流表的讀數(shù)及定值電阻的選擇，（3）是該題的難點(diǎn)，關(guān)鍵要注意電阻的阻值越大，所需變阻器的阻值越大．