Question

【題目】如圖甲所示，是探究“電流與電阻的關系”實驗。電源電壓恒為7.5V，滑動變阻器的最大阻值1000Ω。

(1)圖乙是未連接好的電路，滑片已處于合適位置，請在圖中用筆畫線代替導線連接好電路。

（__________）

(2)某小組利用5Ω，10Ω和15Ω的定值電阻，按照實驗要求進行試驗，根據實驗數據繪制成如圖丙所示的圖像。根據圖像信息可知：實驗中用5Ω的電阻完成實驗后，直接將5Ω的電阻換成10Ω，為保證電壓表的示數為_____V不變，應將滑動變阻器的滑片向_____移動（選填“左”或“右”）。

(3)該小組同學想增加定值電阻再多做幾次實驗，由題中信息可知，所選用的定值電阻不能超過_____Ω。

(4)實驗室備有下列器材：

A.待測定值電阻Rx：阻值在7~9Ω之間

B.滑動變阻器：最大阻值約20Ω

C.定值電阻R0：阻值10Ω

D.電流表A：兩個量程0~0.6A，0~3A

E.電源：電源電壓U恒為4V

F.單刀雙擲開關（雙向開關）S及導線若干

為了測出待測電阻Rx，的電阻，設計了圖所示的電路。

①小亮設計的實驗操作主要步驟是：

Ⅰ.將開關擲向a，移動滑動變阻器的滑片至某一位置，使A表的指針指到表盤上某一適當位置；讀出電路穩定后A表的示數（記為I1）

Ⅱ.將開關擲向b，移動滑動變阻器的滑片至另一位置，使A表的指針指到表盤上另一適當位置； 讀出電路穩定后A表的示數（記為I2）

②王瑞認為小亮設計的步驟Ⅱ中有不妥當之處，請你幫小亮寫出正確的步驟Ⅱ：_____。

③按正確的操作，他們順利的測出了Rx的電阻。請你寫出用測得的物理量I1、I2，和已知物理量U、R0表示的Rx的表達式Rx=_____。

Answer 1

【答案】 2.5 右 50 保持變阻器的滑片位置不動，將開關擲向b，讀出電路穩定后A表的示數（記為I2）

【解析】

(1)[1]根據電路圖知，電壓表并聯在電阻的兩端，滑動變阻器與電阻串聯，接左下接線柱，如下圖

。

(2)[2][3]由圖丙知，電壓表的示數應為

根據串聯分壓原理可知，將定值電阻R由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大，探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，即應保持電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向右端移動，使電壓表的示數為2.5V。

(3)[4]由串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓

當滑動變阻器最大阻值100Ω接入電路中時，電路中最小電流為

定值電阻的最大值為

由題中信息可知，所選用的定值電阻不能超過50Ω。

(4)[5]S擲向b時，測出電路電流I2，電源電壓為

所以

S擲向a時，測出電路電流I1，電源電壓為

有兩個未知量，無法表示出Rx，要測出Rx，應保持滑動變阻器的滑片不變，當S擲向b時，讀出電路穩定后A表的示數（記為I2）。

[6]由電源電壓不變可知

整理可得

解得