Question

3．李明和小亮利用如圖（甲）所示的電路探究“電流與電壓、電阻的關系”．實驗器材有：電源（電壓為4.5V），電流表、電壓表各一個，開關一個，四個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），兩只滑動變阻器（規(guī)格分別為“20Ω  2A”、“50Ω  1A”，導線若干．
（1）李明根據圖（甲）所示電路圖，將圖（乙）中的實驗器材連接成實驗電路，小亮在檢查時認為，從實驗目的來看，實驗電路上有一根導線連接錯了，建議李明改線．
①請在接錯的那根線上打“×”；
②另畫一根導線，使電路連接正確；
③如果不改接這根導線，對實驗的影響是：不能則出待測電阻兩端的電壓（或電壓表示數為電源電壓保持不變）（具體說明是什么影響）．

（2）小明糾正錯誤后，繼續(xù)進行實驗，電流與電壓的關系如圖（丙），說明電阻一定時，電流與電壓成正比．
（3）小明在研究電流與電阻的關系時，先將定值電阻5Ω接入電路，測得電阻兩端電壓為1.5V，并記錄了電流表示數0.3A．然后將5Ω的電阻換成10Ω，閉合開關后，下一步的操作是：向右（填左、右）調節(jié)滑動變阻器的滑片，保持電壓表示數不變，小明為完成用四個定值電阻進行實驗，他應選擇的滑動變阻器規(guī)格是“50Ω 1A”，他這樣選擇的理由是：當定值電阻為20Ω時，要保持電壓表示數為1.5V不變，滑動變阻器連入電路 中的電阻應為40Ω．

Answer 1

分析 （1）①搞清圖乙電壓表連接位置，據此指出 錯誤所在；②電壓表應并聯在定值電阻的兩端；③根據①作答；
（2）根據圖丙中I-U圖象為一直線分析；
（3）由分壓原理和串聯電路電壓的規(guī)律確定滑片移動的方向；
根據控制變量法，應保持電壓表示數不變；
根據串聯電路電壓的規(guī)律和分壓原理確定變阻器連入電路 中的最小阻值．

解答 解：（1）①②圖乙中電壓并聯在電源兩端了，連接變阻器的左下接線柱與電壓表的左接線柱之間的連線錯誤，應將電壓表并聯在電阻的兩端，改正后，如下圖所示；

③如果不改正，電壓表測變阻器與定值電阻串聯的總電壓即電源電壓，不能則出待測電阻兩端的電壓（或電壓表示數為電源電壓保持不變）
（2）圖丙是關于電流I隨電壓U的變化關系圖象，為一直線，U=IR，說明在電阻一定時，電流與電壓成正比；
（3）在研究電流與電阻的關系時應保持電壓表示數不變，即為1.5V，將5Ω的電阻換成10Ω時，根據分壓原理，電壓表示數將增大，為保持電壓表示數為1.5V，應減小電壓表示數，根據串聯電路電壓的規(guī)律，應增大變阻器分得的電壓，由分壓原理，變阻器連入電路中的電阻應增大，即滑片向右移動，直到電壓表示數為1.5V；
根據串聯電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓為4.5V-1.5V=3V，所以變阻器的電壓為定值電阻電壓的$\frac{3V}{1.5V}$=2倍，根據分壓原理，變阻器連入電阻中的阻值為2×20Ω=40Ω，即滑動變阻器的最小阻值為40Ω，所以，應選用
“50Ω  1A”的變阻器．
故答案為：（1）①②如上圖所示；③不能則出待測電阻兩端的電壓（或電壓表示數為電源電壓保持不變）；
（2）電阻一定時，電流與電壓成正比；
（3）右；電壓表示數；“50Ω  1A”；當定值電阻為20Ω時，要保持電壓表示數為1.5V不變，滑動變阻器連入電路中的電阻應為40Ω．

點評 本 題探究電流與電壓、電阻的關系，考查電路 的連接、控制變量法的運用、操作過程及對實驗器材的要求，為中考的常見題型，要熟練掌握．