Question

【題目】小明同學用下列器材探究“電流與電壓和電阻的關系”：電壓15V保持不變的電源，規格是“50Ω 1A”的滑動變阻器，阻值為10Ω、20Ω、30Ω、50Ω的電阻各一個，滿足測量需求的電流表，電壓表各一個。

（1）圖甲是他連接的電路，請改動一根導線，使電路連接正確，在應改動的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的接法；__________________

（2）電路連接正確后，小明先探究“電阻R0一定，電流與電壓的關系”，他將10Ω的電阻作為R0接入電路，閉合開關，通過調節滑動變阻器滑片P，測出電阻兩端在不同電壓時的電流值，記錄如表1所示。第3次實驗時電流表的讀數如圖乙所示，則此時流經電阻的電流為_________A。分析數據，可以得出結論：在電阻一定時，流經導體的電流和導體兩端的電壓成_________；

表1

實驗次序	1	2	3	4
U/V	3.0	4.0	5.0	6.0
I/A	0.30	0.41		0.62

表2

實驗次序	1	2	3	4
R/Ω	10	20	30	40
I/A	0.60	0.30	0.20	0.12

（3）小明再探究“電壓U0一定，電流與電阻的關系”：

①他將10Ω的電阻接入電路，閉合開關，調節滑片P到適當位置，讀出電流表示數記入表中；斷開開關S，小明用20Ω的電阻替換10Ω的電阻，閉合開關S，移動滑片P使滑動變阻器接入電路阻值_________(增大/減小)，他這樣操作的目的是_________。

②表2是小明的實驗數據，老師指出有一組數據不符合實際，你認為這是實驗次序_________的數據。若不更換實驗器材，在實驗過程中小明為了能夠利用上述4個定值電阻，順利得到4組I、R的數據，完成實驗，所保持不變的電壓U0的取值范圍應滿足_________。

Answer 1

【答案】 0.5 正比 增大 控制電阻兩端電壓不變 （控制電壓表示數不變） 4 7.5V～10V

【解析】

(1)[1]由題意可知，電壓表應與定值電阻并聯，電流表應串聯接入電路，故修改如下：

(2)[2]由圖乙可得，電流表所接量程為0~3A，分度值為0.1A，故讀數為0.5A；

[3]由表1可得在電阻一定時，流經導體的電流和導體兩端的電壓成正比；

(3)①[4][5]為保證定值電阻兩端電壓不變，由串聯分壓可得，當換用阻值更大的定值電阻時，定值電阻兩端電壓增大，為保證電壓不變，滑動變阻器接入阻值應相應變大；

②[6]由U=IR結合前三組數據可得電壓U0為6V，第四次電壓為4.8V，則可知第四次實驗數據有誤；

[7]當滑動變阻器及定值電阻均取到最大值時，電路電流最小，此時電壓為所能取得最小值，此時定值電阻與滑動變阻器阻值相等，由串聯分壓可得最小可取電壓為總電壓的一半，為7.5V，滑動變阻器最大允許通過電流為1A，則當接入最小定值電阻時，兩端電壓不可超過10V，故范圍為7.5V~10V。