Question

【題目】小明要探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”，器材有：滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、電源（電壓恒定但未知）各一個(gè)，電流表、電壓表各一只，四個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），導(dǎo)線若干：

電阻R/Ω	20	15	10
電流I/A	0.20	0.27	0.40

(1)如圖是小明連接的部分實(shí)物圖，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物連接完整；要求滑片向右移時(shí)電流表示數(shù)變大；

（________）

(2)小明先后用 20Ω、15Ω、10Ω三個(gè)定值電阻進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，測(cè)得數(shù)據(jù)如表所示，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得結(jié)論：__________。接著又選用了一個(gè) 5Ω的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)不能正常進(jìn)行。為完成此次實(shí)驗(yàn)，電路需做出的調(diào)整是_________；

(3)在使用定值電阻 20Ω 和 10Ω 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，讀取數(shù)據(jù)時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率之比為_________；

(4)若滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“15Ω 1A”，為完成實(shí)驗(yàn)，電源電壓不能高于________V。

Answer 1

【答案】 電壓一定時(shí)，電流和電阻成反比 電流表?yè)Q用大量程 1∶2 7

【解析】

(1)[1]滑動(dòng)變阻器一上一下接入電路，滑片向右移時(shí)電流表示數(shù)變大，即滑片向右移時(shí)阻值減小，故接右下接線柱；如圖所示：

(2)[2]由表格中數(shù)據(jù)知，導(dǎo)體兩端的電壓

UR =I1R1=I2R2=I3R3=4V

導(dǎo)體的電阻改變，而電壓不變，由數(shù)據(jù)可知，電流與電阻的乘積為定值，可得電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

[3]電阻兩端的電壓為4V，若選用5Ω多的電阻，則通過(guò)電阻的電流應(yīng)為

I== =0.8A

超過(guò)了電流表的量程，所以實(shí)驗(yàn)不能正常進(jìn)行，應(yīng)將電流表?yè)Q用大量程。

(3)[4]根據(jù)圖乙可知，當(dāng)20Ω的電阻接入電路時(shí)，電路電流為0.2A；當(dāng)10Ω電阻接入電路時(shí)，電路電流為0.4A；因?yàn)槎ㄖ惦娮鑳啥穗妷合嗟�，電源電壓不變，因此滑�?dòng)變阻器兩端電壓也相等；由P=UI可得，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率之比

P1∶P4=I1∶I4=0.2A∶0.4A=1∶2

滑動(dòng)變阻器消耗的電功率之比為1∶2。

(4)[5]當(dāng)電阻為20Ω， 滑動(dòng)變阻器的最大值為15Ω時(shí)，變阻器兩端的電壓應(yīng)為

U滑∶ UR=R滑∶R=15Ω∶20Ω=3∶4

即

U滑∶4V=3∶4

解得U滑=3V，則電源電壓最大為

U= U滑 UR=3V4V=7V

為完成實(shí)驗(yàn)，電源電壓不能高于7V。