Question

13．在探究“通過導體的電流與電阻的關系”的實驗中，某間學連接的電路如圖甲所示．已知電源電壓恒為3.0V，滑動變阻器規格為“20Ω 0.5A”，可供選擇的定值電阻的阻值為5Ω、10Ω、15Ω、25Ω和30Ω
（1）請將甲圖中的實物電路連接完整．要求滑動變陽器的滑片向右滑動時電路中的電流變大，且導線不允許交叉
（2）電路連接正確后，先用5Ω的定值電阻進行試驗，移動滑動變阻器的滑片，記下電流表的示數如圖乙所示；再將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻進行實驗，移動滑片直至電壓表示數為1.5V，此時電流表的示數為0.3A
（3）為了完成上述實驗，該同學還能測量一組實驗數據．

Answer 1

分析 （1）電壓表與被測電阻并聯，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中，滑片向右滑時電路中的電流變大，說明滑動變阻器接入電路中的電阻變小，即右下方接線柱必須接入電路中；
（2）先確定電流表的量程和分度值，讀出電流表的示數；
探究電流與電阻的關系，需保持電阻兩端的電壓不變，根據U=IR可計算出電阻兩端的電壓值；
（3）定值電阻的阻值越大，所需變阻器的阻值越大，可根據變阻器的最大阻值計算出可接入的最大阻值，確定實驗數據的組數．

解答 解：（1）探究“通過導體的電流與電阻的關系”的實驗中，滑動變阻器要與定值電阻串聯，采取“一上一下”的連接方式，滑片向右滑時電路中的電流變大，說明滑動變阻器接入電路中的電阻變小，即右下方接線柱必須接入電路中；如下圖所示：

（2）由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，示數為0.3A；
電阻兩端的電壓為U=IR=0.3A×5Ω=1.5V，將5Ω的定值電阻換成10Ω定值電阻進行實驗，應保持電阻兩端的電壓為1.5V不變，所以應移動滑片直至電壓表示數為1.5V；
（3）由以上分析知，實驗中應保持定值電阻兩端的電壓為1.5V不變，變阻器的最大阻值為20Ω，電路中的電流應為I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{4.5V-1.5V}{20Ω}$=0.15A；
則允許接的最大電阻值為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω，15Ω、25Ω和30Ω均大于10Ω，不可以使用，則電路中只能接入5Ω和10Ω的電阻，所以還能測出一組．
故答案為：（1）見上圖；（2）1.5；0.3；（3）一．

點評 探究電流與電阻的關系的實驗中，要注意保持電阻兩端的電壓不變，本題考查了電路的連接、電流表的讀數及定值電阻的選擇，（3）是該題的難點，關鍵要注意電阻的阻值越大，所需變阻器的阻值越大．