Question

6．小玉同學想探究“電流與電阻的關系”，實驗室提供的器材有：電源（電壓恒為6V），滑動變阻器規(guī)格為“20Ω  1A”，可供選擇的定值電阻的阻值為10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、40Ω和50Ω．

（1）小玉根據圖甲連接的實物電路如圖乙所示，其中有一根導線連接是錯誤的，請在圖乙中將這根線打上“×”，并補畫出正確的連線．
（2）電路連接正確后，先用10Ω的定值電阻進行實驗，閉合開關后，發(fā)現電流表無示數，電壓表有示數，則該電路故障可能是定值電阻斷路排除故障后，移動滑動變阻器的滑片P，此時電流表的示數如圖丙所示，斷開開關，不更換或移動其他元件，僅將10Ω的定值電阻直接換成15Ω的定值電阻進行實驗，然后再閉合開關．此時應將滑片P向右（選填“左”或“右”）移動．
（3）小玉還想多測幾組數據，但她不能選用的定值電阻的阻值為50Ω．

Answer 1

分析 （1）實驗過程中，應注意將電壓表與電阻并聯，變阻器串聯在電路中；
（2）實驗過程中，某同學發(fā)現電流表示數為0，電路可能斷路；電壓表示數接近4.5V，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的電阻之外的電路是完好的，則與電壓表并聯的電阻斷路了；研究電流與電阻的關系，需要改變接入電路的電阻阻值，并且保持不同阻值的電阻兩端電壓相同；
（3）定值電阻的阻值越大，所需變阻器的阻值越大，可根據變阻器的最大阻值計算出可接入的最大阻值．

解答 解：（1）由圖甲知，變阻器與電阻并聯，且電壓表串聯在電路中了，應將電壓表與電阻并聯，可將電阻右側的導線接在電壓表的負接線柱上，如圖所示：

（2）電流表示數為0，電路可能斷路；電壓表示數接近4.5V，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的電阻之外的電路是完好的，則與電壓表并聯的定值電阻斷路了；
研究電流與電阻的關系時，應保持電阻兩端的電壓不變，將10Ω電阻換成15Ω電阻后，分擔的電壓變大，所以應向右移動滑片增大滑動變阻器的阻止，讓它分擔的電壓變大，從而使電阻兩端的電壓變小而保持不變；
（3）由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，示數為0.4A；
電阻兩端的電壓為U=IR=0.4A×10Ω=4V，
實驗中，應保持定值電阻兩端的電壓為4V不變，變阻器的最大阻值為20Ω，電路中的電流應為I_小=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{6V-4V}{20Ω}$=0.1A；
則允許接的最大電阻值為：R=$\frac{U}{{I}_{小}}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω，50Ω大于40Ω，所以不可以使用．
故答案為：（1）見上圖；（2）定值電阻斷路；右；（3）50Ω．

點評 探究電流與電阻的關系的實驗中，要注意保持電阻兩端的電壓不變，本題考查了電路的連接、電流表的讀數及定值電阻的選擇，（3）是該題的難點，關鍵要注意電阻的阻值越大，所需變阻器的阻值越大．