Question

12．在探究“電流與電阻的關系”實驗中，實驗器材：電源（電壓恒為3V），電流表、電壓表各一只，開關一個，三個定值電阻（5Ω、l0Ω、15Ω），兩只滑動變阻器（10Ω2A、50Ω1A），導線若干．
（1）小紅將實物連接成如圖所示電路，其中有一處連線錯誤，請你在連接錯誤的導線上面畫“x”并改正．
（2）如果不改接這根導線，對實驗的影響是：不能測出定值電阻的電壓．（具體說明是什么影響）
（3）電路連接正確后，小紅先將5Ω的電阻連入電路中，閉合開關，移動滑片，使與電阻并聯的電壓表的示數為1.5V，并記下電流值；再分別改接10Ω、15Ω的電阻，重復上述實驗，得到了表中的實驗數據．實驗中，小紅多次移動變阻器滑片的目的是保持定值電阻兩端電壓不變．

電阻R/Ω	5	10	15
電流I/A	0.30	0.15	0.10

（4）小紅實驗時選擇的變阻器規格是50Ω 1A．
（5）實驗中，若保證電壓表的示數為1.5V不變，將定值電阻R的阻值由10Ω更換為15Ω，為了保持電壓表的示數不變，應將滑動變阻器的滑片向左（選填“左”或“右”）移動；當定值電阻為15Ω時，移動滑動變阻器滑應接入電路的阻值為15Ω．

Answer 1

分析 （1）電壓表測變阻器與電阻Rx兩端的總電壓，電壓表的連接出現了問題；
（2）原連接電路電壓表不能測出定值電阻的電壓；
（3）研究電流與電阻的關系時，要保持定值電阻的電壓不變；
（4）根據15Ω的定值電阻，由分壓原理，求出變阻器連入電路的阻值，確定變阻器的規格；
（5）結合（4）的分析，根據分壓原理，確定變阻器滑片移動的方向及求出滑動變阻器滑應接入電路的阻值大小．

解答 解：（1）電壓表測的是滑動變阻器與R_x兩端的總電壓，即為電源總電壓，顯然與實驗要求不符，電壓表應測定值電阻的電壓，修改后如圖所示；
（2）由（1）的分析，原連接電路測得是滑動變阻器與R_x兩端的電壓，所以不能測出定值電阻的電壓；
（3）研究電流與電阻的關系時，要保持定值電阻的電壓不變，當
先將5Ω的電阻連入電路中，閉合開關，移動滑片，使與電阻并聯的電壓表的示數為1.5V，再分別改接10Ω、15Ω的電阻時．根據分壓原理，當換接上大電阻時，電壓表示數將大于1.5V，故應移動變阻器的滑片，使定值電阻兩端的電壓保持不變；
（4）因電源電壓為3V，定值電阻的電壓保持1.5V不變，所以，變阻器應分去3V-1.5V=1.5V的電壓，根據分壓原理，變阻器連入電路的阻值等于定值電阻的大小，因最大定值電阻為15Ω，所以變阻器的最大電阻至少為15Ω，故應選用“50Ω 1A”規格的變阻器；
（5）實驗中，若保證電壓表的示數為1.5V不變，將定值電阻R的阻值由10Ω更換為15Ω，由（4）的分析知，此時定值電阻的電壓大于1.5V，為了保持電壓表的示數不變，應增大變阻器分得的電壓，根據分壓原理，變阻器連入電路中的電阻應增大，因變阻器右邊的電阻絲連入電路，所以應將滑動變阻器的滑片向左移動；
由（4）的分析，當定值電阻為15Ω時，移動滑動變阻器滑應接入電路的阻值為15Ω．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）不能測出定值電阻兩端電壓；
（3）保持定值電阻兩端電壓不變；
（4）50Ω 1A
（5）左；15．

點評 此題探究電流與電阻的關系，本題中涉及到了電路的連接、器材的選擇、實驗的操作過程，綜合性較強．