Question

（2011?烏魯木齊）圖甲是探究電流一定時(shí)，電壓與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)電路圖．已知電源電壓U=15V，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω  3A，”（實(shí)際最大阻值略小于20Ω），實(shí)驗(yàn)中所用的四個(gè)定值電阻分別為5Ω，10Ω，15Ω，20Ω．

（1）電流表的量程應(yīng)選

0～3

A．
（2）ab間接入5Ω電阻時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電路中的電流控制在圖乙所示的數(shù)值．a(chǎn)b間換接10Ω電阻時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向

左

端移動(dòng)，直到電流表的示數(shù)為

0.8

A．
（3）當(dāng)ab間接

20

Ω電阻時(shí)，無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，都不能得到實(shí)驗(yàn)所要求的數(shù)據(jù)．為了使這四個(gè)電阻都能為實(shí)驗(yàn)所用，電路中電流應(yīng)控制在

0.7

A最合理．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流確定電流表的量程；
（2）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出示數(shù)，利用歐姆定律求出電壓表的示數(shù)，當(dāng)ab間換接10Ω電阻時(shí)，電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，要使電流表的示數(shù)不變應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻；
（3）根據(jù)歐姆定律求出電流表示數(shù)為0.8A時(shí)電路中的總電阻，即可判斷20Ω的電阻不符合實(shí)驗(yàn)要求；
當(dāng)定值電阻為20Ω時(shí)，根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流，當(dāng)定值電阻的阻值為5Ω時(shí)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的最小電流，然后結(jié)合電流表的分度值確定電路中控制的最合理電流．

解答：解：（1）當(dāng)定值電阻為5Ω，且滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路中的電流最大，
根據(jù)歐姆定律可得，電路中的最大電流I=

U

R

=

15V

5Ω

=3A，所以電流表的量程為0～3A；
（2）由圖乙可知，電流表的分度值為0.1A，示數(shù)為0.8A；
當(dāng)ab間換接10Ω電阻時(shí)，電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，要使電路中的電流不變，滑片應(yīng)向左移動(dòng)減小接入電路中的電阻，直到電流表的示數(shù)為0.8A；
（3）電流表的示數(shù)為0.8A時(shí)，電路中的總電阻R=

U

I′

=

15V

0.8A

=18.75Ω＜20Ω，
所以，當(dāng)ab間接20Ω電阻時(shí)，無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，都不能得到實(shí)驗(yàn)所要求的數(shù)據(jù)；
當(dāng)定值電阻為20Ω時(shí)，電路中的最大電流I_max=

U

R″

=

15V

20Ω

=0.75A，
當(dāng)定值電阻為5Ω時(shí)，電路中的最小電流I_min=

U

R滑+R

=

15V

20Ω+5Ω

=0.6A，
因滑動(dòng)變阻器的實(shí)際最大阻值略小于20Ω，且電流表的分度值為0.1A，
∴為了使這四個(gè)電阻都能為實(shí)驗(yàn)所用，電路中電流應(yīng)控制在0.7A最合理．
故答案為：
（1）0～3；
（2）左；0.80；
（3）20；0.70．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電流表量程的選擇和電流表的讀數(shù)、串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律的應(yīng)用等，關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)最大定值電阻接入電路中時(shí)電路中的最大電流和最小定值電阻接入電路中時(shí)最小電流以及電流表的分度值確定控制最合理的電流值．