Question

【題目】小明同學用如圖甲所示的電路探究“電流與電壓和電阻的關系”，電源電壓15V 保持不變，滑動變阻器的規(guī)格是“50Ω 1A”，阻值為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的電阻各一個，滿足測量需求的電流表，電壓表各一個。

(1)根據圖甲所示的電路圖，將圖乙所示的實物圖連接完整，要求閉合S后，滑片P向左移動時電流表示數變大。

（____）

(2)小明同學連上最后一根導線后，就立即看到電流表、電壓表指針有明顯的偏轉，你認為他實驗操作的錯誤之處是：_____。

(3)糾正錯誤后，小明先探究“電阻R0一定，電流與電壓的關系”，他將10Ω的電阻作為R0接入電路，閉合開關S，通過調節(jié)滑動變阻器滑片P，測出電阻兩端施加不同電壓時對應電流值，并記錄（如表所示）。第3 次實驗時電流表的讀數如圖丙所示，則此時流經電阻的電流為_____A.分析這些數據，可以得出結論：在電阻一定的情況下，流經導體的電流和導體兩端的電壓成_____；

實驗次序	1	2	3	4
U/V	3.0	4.0	5.0	6.0
I/A	0.30	0.41		0.62

(4)小明再探究“電壓U0一定，電流與電阻的關系”：

a.他將10Ω的電阻接入電路，閉合開關S，調節(jié)滑片P 到適當位置，讀出電流表示數記入表中;斷開開關S，小明用20Ω的電阻替換10Ω的電阻，閉合開關S，移動滑片P 使滑動變阻器接入電路阻值_____ （增大/減�。�，他這樣操作的目的是：_____；

實驗次序	1	2	3	4
R/Ω	10	20	30	40
I/A	0.60	0.30	0.20	0.15

b.上表是小明提交的實驗數據，老師指出有一組數據不符合實際，你認為這是實驗次序_____的數據。若不更換實驗器材，在實驗過程中小明為了能夠利用上述4個定值電阻，順利得到4組I、R數據，完成實驗，所保持不變的電壓U0的取值范圍應滿足_____。

(5)本實驗中多次實驗的目的是_____。

Answer 1

【答案】見解析 連接電路時開關沒有斷開 0.50 正比 增大 控制電壓表示數不變 4 6.67V～10V 尋找普遍規(guī)律

【解析】

(1)[1]由圖知道，電壓表與電阻并聯，當滑片P向左移動時，電流表示數變大，說明電阻變小，即說明滑片以左的電阻絲連入電路中，故電路如下所示：

(2)[2]由于小明同學連上最后一根導線后，就立即看到電流表、電壓表指針有明顯的偏轉，說明連接電路時，開關沒有斷開；

(3)[3]由圖丙知道，第3次實驗時，電流表選用大量程，分度值為0.1A，電流大小為0.5A，則此時流經電阻的電流為0.5A；

[4]分析表中數據知道，電壓與電流的比值約等于10，即為一定值，由此得出結論是：在電阻一定的情況下，流經導體的電流和導體兩端的電壓成正比；

(4)a．[5]根據串聯分壓原理知道，將定值電阻由10Ω改接成20Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；

[6]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(guī)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，使電壓表的示數不變；

b．[7]根據題意知道，變阻器的最大電阻為50Ω，當電阻為40Ω時，由電阻的串聯和歐姆定律知道，電路中的最小電流是：

，

即第4組數據不符合實際；

[8]滑動變阻器的規(guī)格是“50Ω 1A”，表示變阻器允許的最大電流為1A，由于電流表選用大量程0-3A，根據串聯電路電流的規(guī)律知道，電路中允許通過的最大電流為1A，由歐姆定律知道，此時電路中的總電阻最小，所對應的定值電阻為最小電阻是：R1 =10Ω，此時變阻器連入電路中電阻最小，分得的電壓最小，故電壓表的最大示數是：

UV大 =I大R1 =1A×10Ω=10V；

當變阻器的最大電阻連入電路中時，變阻器分得的電壓最大，根據串聯電路電壓的規(guī)律，電壓表示數最小為UV小 ，根據串聯電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓是U-UV小，且

-----①，

由于UV小為一定值，故①式左邊為一定值，右邊也為一定值，故當變阻器連入最大電阻50Ω時，對應的最大定值電阻為40Ω，代入①式解得

UV小 ≈6.67V，

綜上，實驗過程中小明為了能夠利用上述4個定值電阻，順利得到4組I、R數據，完成實驗，所保持不變的電壓U0 的取值范圍應滿足6.67V-10V；

(5)[9]本實驗多次測量的目的是找普遍規(guī)律。