Question

某興趣小組同學(xué)探究電流與電阻的關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)中，他們用到的器材有電源（電壓恒為4.5V），電流表、電壓表各一只，開關(guān)一個(gè)，三個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω），兩只滑動(dòng)變阻器（20Ω 2A、50Ω 1A），導(dǎo)線若干．
（1）根據(jù)如圖所示實(shí)物圖在虛線框內(nèi)畫出電路圖．

（2）小明按圖正確連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，電壓表指針超過量程．小明操作中的錯(cuò)誤是

閉合開關(guān)前，變阻器連入電路的阻值沒有調(diào)到最大值

．
（3）小紅在探究實(shí)驗(yàn)過程中，先將5Ω的電阻連入電路中，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，使與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為1.5V，并記下電流值；接著下一步的操作是：分別改接10Ω、15Ω的電阻，并向

右

 移動(dòng)（填“左”或“右”）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使兩次電阻兩端的電壓

保持不變

重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到了表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

	電阻R/Ω	5	10	15
	電流 I/A	0.30	0.15	0.10

分析數(shù)據(jù)得實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：

當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比

（4）小紅實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇的變阻器規(guī)格是

50Ω 1A

．

Answer 1

分析：（1）分析實(shí)物電路圖，明確各電路元件的連接方式，然后根據(jù)實(shí)物電路圖作出電路圖．
（2）閉合開關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
（3）探究電流與電阻關(guān)系，應(yīng)控制電阻兩端電壓不變，根據(jù)阻值變化及串聯(lián)電路特點(diǎn)，根據(jù)電路圖判斷滑片的移動(dòng)方向；分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．
（4）由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端電壓，由歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，然后根據(jù)該阻值選擇滑動(dòng)變阻器的規(guī)格．

解答：解：（1）分析實(shí)物電路圖，根據(jù)實(shí)物電路圖作出實(shí)驗(yàn)電路圖，如圖所示．
（2）閉合開關(guān)前，變阻器連入電路的阻值沒有調(diào)到最大值，閉合開關(guān)后，
滑動(dòng)變阻器分壓較小，電阻兩端電壓較大，大于電壓表量程，
因此閉合開關(guān)，電流表有示數(shù)，電壓表指針超過量程．
（3）分別用10Ω、15Ω的電阻替換5Ω電阻時(shí)，電阻阻值變大，滑動(dòng)變阻器阻值不變，
電阻分壓變大，為保持電阻兩端電壓不變，應(yīng)減小電阻的分壓，增大滑動(dòng)變阻器的電壓，
滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)該變大，由電路圖可知，應(yīng)向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片．
（4）由題意知，電阻兩端電壓U_R=1.5V，滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=U-U_R=4.5V-1.5V=3V，
∵I=

U

R

，∴當(dāng)電路電流I=0.1A時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R_滑=

U滑

I

=

3V

0.1A

=30Ω＞20Ω，
因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選規(guī)格為“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）閉合開關(guān)前，變阻器連入電路的阻值沒有調(diào)到最大值；
（3）右；保持不變；當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比；（4）50Ω 1 A．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了根據(jù)實(shí)物電路圖作實(shí)驗(yàn)電路圖、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)器材的選擇，是實(shí)驗(yàn)的常考問題，一定要掌握；分析清楚電路結(jié)構(gòu)是正確作出電路圖的前提與關(guān)鍵．