Question

在探究“通過電阻的電流與電阻兩端電壓的關系”的實驗中 

(1)圖示是甲小組連接的部分實物連接圖．請完成實物電路的連接

(2)實驗室中的電壓表的電阻很大，通常在1 k～5 k之間．在本實驗中，乙小組所用的定值電阻的阻值約為2 k，則用電壓表測出的定值電阻兩端的電壓U₁與拆下電壓表后定值電阻兩端的電壓U₂相比較，哪個大？__________    ．

(3)在本實驗中，如果所用的電源的電壓是12 V，定值電阻的阻值是10，且通過定值電阻的電流不能超過0.5 A．

實驗室中有4個滑動變阻器可供選擇，4個滑動變阻器上分別標有“5 2 A ”“20 1.5 A ”“50 1 A”“l00 0.2 A”．

請你通過分析，說明實驗中應該選擇哪個滑動變阻器．

Answer 1

(1)電路連接如圖所示 

(2)U₂大 

(3)通過定值電阻最大電流為0.5 A，電阻兩端最大電壓U=IR=0．5×10=5 V．

 若用“5  2 A”時，電路中最小電流I₁=U／(R+R₁)=l2／(10+5)=0．8 A>0．5 A，不選用．

    若用“20 1.5 A”時，電路中最小電流I₂=U／(R+R₂)=l2／(10+20)=0．4A，電阻兩端最小電壓U₂=I₂R=0．4×10=4 V，電阻兩端電壓變化范圍是4 V～5 v．

    若用“50 1 A”時，電路中最小電流I₃=U／(R+R₃)=l2／(10+50)=0．2A，電阻兩端最小電壓U₃=I₃R=0．2×10=2 V，電阻兩端電壓變化范圍是2 V～5 V．

    若用“100  0．2 A”時，電路中最小電流I₄=U／(R+R₄)=l2／(10+100)=0．11A，電阻兩端最小電壓U₄=I₄R=0．11×10=1.1V，為了不超過滑動變阻器允許通過的最大電流0．2 A，電阻兩端最大電壓U′₄=I′₄R=0．2×10=2V，電阻兩端電壓變化范圍是l．1 V～2 v． 

若使用“20 1.5 A”和“100  0.2 A”的滑動變阻器，電阻兩端電壓變化范圍分別是4 V～5 V和1．1 V～2 V，其電壓變化范圍較小，取點范圍小．不利于得出規律，所以不選用．若使用“50  1 A”時，電阻兩端電壓變化范圍是2 V～5 V，電壓變化范圍最大，實驗時可供取點范圍大，有利于得出規律，因此選用．