Question

（2011?烏魯木齊）圖甲是探究電流一定時，電壓與電阻關系的實驗電路圖．已知電源電壓U=15V，滑動變阻器上標有“20Ω  3A，”（實際最大阻值略小于20Ω），實驗中所用的四個定值電阻分別為5Ω，10Ω，15Ω，20Ω．

（1）電流表的量程應選

0～3

A．
（2）ab間接入5Ω電阻時，調節滑動變阻器，使電路中的電流控制在圖乙所示的數值．ab間換接10Ω電阻時，滑動變阻器的滑片應向

左

端移動，直到電流表的示數為

0.8

A．
（3）當ab間接

20

Ω電阻時，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，都不能得到實驗所要求的數據．為了使這四個電阻都能為實驗所用，電路中電流應控制在

0.7

A最合理．

Answer 1

分析：（1）根據歐姆定律求出電路中的最大電流確定電流表的量程；
（2）根據電流表的量程和分度值讀出示數，利用歐姆定律求出電壓表的示數，當ab間換接10Ω電阻時，電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，要使電流表的示數不變應減小滑動變阻器接入電路的電阻；
（3）根據歐姆定律求出電流表示數為0.8A時電路中的總電阻，即可判斷20Ω的電阻不符合實驗要求；
當定值電阻為20Ω時，根據歐姆定律求出電路中的最大電流，當定值電阻的阻值為5Ω時，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的最小電流，然后結合電流表的分度值確定電路中控制的最合理電流．

解答：解：（1）當定值電阻為5Ω，且滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大，
根據歐姆定律可得，電路中的最大電流I=

U

R

=

15V

5Ω

=3A，所以電流表的量程為0～3A；
（2）由圖乙可知，電流表的分度值為0.1A，示數為0.8A；
當ab間換接10Ω電阻時，電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，要使電路中的電流不變，滑片應向左移動減小接入電路中的電阻，直到電流表的示數為0.8A；
（3）電流表的示數為0.8A時，電路中的總電阻R=

U

I′

=

15V

0.8A

=18.75Ω＜20Ω，
所以，當ab間接20Ω電阻時，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，都不能得到實驗所要求的數據；
當定值電阻為20Ω時，電路中的最大電流I_max=

U

R″

=

15V

20Ω

=0.75A，
當定值電阻為5Ω時，電路中的最小電流I_min=

U

R滑+R

=

15V

20Ω+5Ω

=0.6A，
因滑動變阻器的實際最大阻值略小于20Ω，且電流表的分度值為0.1A，
∴為了使這四個電阻都能為實驗所用，電路中電流應控制在0.7A最合理．
故答案為：
（1）0～3；
（2）左；0.80；
（3）20；0.70．

點評：本題考查了電流表量程的選擇和電流表的讀數、串聯電路特點、歐姆定律的應用等，關鍵是會根據最大定值電阻接入電路中時電路中的最大電流和最小定值電阻接入電路中時最小電流以及電流表的分度值確定控制最合理的電流值．