Question

【題目】如圖是探究“電流與電阻關系”的電路圖，電源電壓為6V且保持不變，滑動變阻器的規格是“100Ω 1A”；阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻各一個：電壓表規格（0～3V、0～15V），電流表規格（0～0.6A）．

（1）按照電路圖將電阻接入電路，剛連接完最后一根導線就發現電表有示數，實驗的不規范之處為____．

（2）為了保證四個電阻都能為實驗所用，定值電阻兩端的控制電壓的范圍是____．

（3）四次實驗中，當電壓表調到控制電壓時，滑動變阻器消耗的最大功率和最小功率之比是____．

Answer 1

【答案】連接電路時開關未斷開； 2.5V～3V 4：1

【解析】

（1）按照電路圖將電阻接入電路，剛連接完最后一根導線就發現電表有示數，說明連接電路時開關未斷開；

（2）由題可知，電流表量程為0-0.6A，故電路中最大電流為0.6A；

由I=可得，電路中的最小電阻：R串小===25Ω，此時定值電阻為R1=5Ω，

由I=可得，此時定值電阻的電壓：U1=R1I大=5Ω×0.6A=3V；

設電壓表示數為U表，根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓為U滑=U-U表，

根據分壓原理可得=，即-1=--------①，

因電源電壓、電壓表示數不變，故左邊為定值，右邊也為定值，當取最大的定值電阻R4=20Ω，變阻器連入電路中的電阻最大為R滑=100Ω時，代入①式得：-1=，解得U表=2.5V，

故為了保證四個電阻都能為實驗所用，定值電阻兩端的控制電壓的范圍是2.5V～3V；

（3）四次實驗中，當電壓表調到控制電壓U表時（保持不變），根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓為：U滑=U-U表=15V-U表，則變阻器的電壓保持不變，即定值電阻的電壓（電壓表示數）與變阻器的電壓之比為定值，

由分壓原理可得==定值，當定值電阻分別取5Ω和20Ω時，故對應的變阻器的變阻器連入電路中的電阻之比=，

根據P=UI=，滑動變阻器消耗的最大功率和最小功率之比等于變阻器連入電路中電阻的反比，即===．