Question

7．為探究電流與電壓、電阻的關系，小星按電路圖甲將實物連接成如圖乙所示．
（1）連接實驗電路時，開關應處于斷開（填“閉合”或“斷開”）狀態，閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處．
（2）請你指出圖乙中連接的錯誤之處①電壓表并聯到滑動變阻器的兩端②電流表的接線柱接反了
（3）電路連接正確后，在研究電流與電阻的關系時，已知電源電壓為3V且保持不變，實驗用到定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω
①實驗中多次改變R的阻值，應調節滑動變阻器的滑片，使電壓表示數保持不變．
②圖丙是選取阻值為10Ω的電阻進行實驗時電流表的示數，則電流是0.2A，要完成整個實驗，應該選取最大阻值不小于12.5Ω的滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）在連接電路時開關應處于斷開狀態，滑動變阻器的滑片應處于最大值，以免接錯，電流過大燒壞用電器；
（2）根據電流表和電壓表的使用方法分析；
（3）在研究電流與電阻的關系時，應控制電阻兩端的電壓不變；串聯電路中，電阻兩端電壓與其阻值成正比，電源電壓一定，接入電路的電阻最大時，兩端電壓最大，要保持電壓一定，必須串聯一個阻值較大的電阻．

解答 解：（1）為避免接錯線路，造成電流過大燒壞用電器，在連接電路時開關應處于斷開狀態，滑動變阻器的滑片應處于最大阻值的右端；
（2）為探究電流與電壓、電阻的關系，應把電壓表并聯到電阻的兩端；通過電流表的電流應從正接線柱流入，從負接線柱流出；
（3）實驗中多次改變R的阻值，應調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數保持不變；由電路圖可知，定值電阻與滑動變阻器串聯；電源電壓為3V，電流表示數為0.2A；實驗中控制電阻R兩端的為電壓U=IR=0.2A×10Ω=2V不變；根據串聯分壓可知，當定值電阻最大為25Ω時，變阻器接入阻值最大，
根據串聯分壓知識有$\frac{R}{{R}_{滑}}$=$\frac{{U}_{R}}{{U}_{滑}}$，即$\frac{25Ω}{{R}_{最大}}$=$\frac{2V}{1V}$，解得R_滑大=12.5Ω，即為完成整個實驗，應該選取最大阻值不小于50Ω的滑動變阻器．
故答案為：（1）斷開；阻值最大；（2）①電壓表并聯到滑動變阻器的兩端；②電流表的接線柱接反了；（3）①電壓表示數；②0.2；12.5．

點評 此題考查探究“電流與電阻的關系”的實驗，本題中涉及到了電路的連接、電流表與電壓表的讀數、誤差產生原因及分析，綜合性強，必須對歐姆定律有深入的理解．