Question

（2009?道里區一模）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lkΩ～5kΩ之間．在本實驗中，乙小組所用的定值電阻的阻值約為2kΩ．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？

U₂大

．
（3）在本實驗中，如果所用的電源的電壓是l2V，定值電阻的阻值是10Ω．且通過定值電阻的電流不能超過0.5A．實驗室中有2個滑動變阻器可供選擇2個滑動變阻器上分別標有“50Ω 1A”“l00  0.2A”． 請你通過分析，評價實驗中應該選擇哪個滑動變阻器比較好．

Answer 1

分析：（1）將電壓表與燈泡并聯，電流表與燈泡串聯，滑動變阻器要接一上一下；
（2）當將電壓表與電阻并聯后，電壓表和電阻的總電阻小于電阻的阻值，根據串分壓的知識判斷電壓表的大小關系；
（3）將兩個滑動變阻器接入電路中后，根據滑動變阻器的規格判斷出定值電阻的電壓變化范圍進行分析．

解答：解：（1）將電流表和滑動變阻器串聯在電路中，滑動變阻器已接了下面一個接線柱，可再接上面任意一個接線柱，電壓表與燈泡并聯，如圖所示：
  
（2）電壓表與電阻并聯后的總電阻小于電阻的阻值，則分得的電壓會小于沒有電壓表時的電壓值，所以U₂較大；
（3）定值電阻兩端的最大電壓U=IR=0.5A×10Ω=5V；
若用“50Ω 1A”的滑動變阻器，電路中最小電流為：
I₁=

U

R+R1

=

12V

10Ω+50Ω

=0.2A
定值電阻最小電壓為U₁=I₁R=0.2A×10Ω=2V
定值電阻兩端的電壓變化范圍是2V～5V；
若用“100Ω  0.2A”的變阻器，電路中的最小電流為：
I₂=

U

R+R2

=

12V

10Ω+100Ω

=0.11A
定值電阻最小電壓為U₂=I₂R=0.11A×10Ω=1.1V
為了不超過變阻器的最大電流0.2A，定值電阻的最大電壓為：
U₂′=I₂′R=0.2A×10Ω=2V
定值電阻的電壓變化范圍為1.1V～2V； 
若使用“100Ω  0.2A”的變阻器，定值電阻兩端電壓變化范圍小，不利于得出規律．
若使用“50Ω 1A”的變阻器定值電阻兩端電壓變化范圍大，有利于得出規律，因此選用“50Ω 1A”的變阻器比較好．
故答案為：（1）見上圖；（2）U₂大；（3）使用“50Ω 1A”的變阻器比較好．

點評：此題考查了電路的連接，串分壓的知識及滑動變阻器的選擇，特別是在（3）中，涉及到了串聯電路電流、電壓的規律、歐姆定律的應用及串聯電路中的最值問題，是本題的難點．