Question

4．現要保持電壓U不變，探究電流I隨電阻R變化的情況．
（1）要求：第一次是把15Ω的電阻接入電路，調節滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數為2.5V，讀取電流表示數，請你根據要求在圖中連接第一次實驗所需的電路．
（2）若將15Ω的電阻換成10Ω的電阻后，
①閉合開關，電壓表的示數將變小．
②按照你連接的電路，你應該向右移動滑動變阻器的滑片，并詳細敘述你接下來的操作過程：觀察電壓表直至其示數為2.5V，讀取電流表示數．

Answer 1

分析 （1）要探究電流和電阻之間關系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯的電壓表示數不變，再用串聯的電流表測出通過電阻的電流，以及串聯在電路中保護電路和調節電阻兩端電壓保持不變的滑動變阻器，用導線把它們和開關、電源連接組成電路．
（2）將15Ω的電阻換成了10Ω的電阻時，電路中的總電阻減小，它兩端的電壓也隨之變化，為保證結論的準確性，要通過調節滑片，使滑動變阻器兩端的電壓減小，從而使電阻兩端的電壓變為原來的值，根據串聯電路的分壓關系去調節即可．

解答 解：（1）根據要求可知，電壓表的示數為2.5V，所以與電阻并聯的電壓表選0～3V的量程；根據歐姆定律可得，通過電阻的電流為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{15Ω}$=0.4A，所以與電阻串聯的電流表選0～0.6A的量程，注意電流從正接線柱流入負接線柱流出；再把保護電路的滑動變阻器一上一下的串聯在電壓和開關上即可，連接的實物圖如圖：

（2）①將15Ω的電阻換成了10Ω的電阻時，串聯電路的總電阻減小，根據歐姆定律可知電路中電流變大，滑動變阻器分得的電壓變大，電阻分得的電壓減小；
②由于電阻分得的電壓減小，所以應調節滑片向右移動，減小滑動變阻器接入電路的電阻，使電壓表的示數達到2.5V時，讀取電流表示數．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）①變小；②右；觀察電壓表直至其示數為2.5V，讀取電流表示數．

點評 本題考查了電流表、電壓表、滑動變阻器的正確使用和連接電路的能力，控制變量法在本實驗中的具體應用和滑動變阻器的調節是本題的關鍵．