Question

【题目】在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、学生电源（电压恒定为4.5V）、定值电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、导线若干.小明在实验时连接的电路如图甲所示.

（1）请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整___________（导线不允许交叉）

（2）在探究“电流与电压的关系”实验中：

①闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至最___端（选填“左”或“右”）；电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和___的作用；

②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表的示数约为4.5V，此时，电路出现的故障可能是___，小明排除故障后继续实验.

（3）在探究“电流与电阻的关系”实验中：

①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和___的作用；

②小明先将R=10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为15Ω的电阻时，应向___（选填“左”或“右”）方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；

③为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么至少应该选取最大阻值不小于___Ω的滑动变阻器.

Answer 1

【答案】 见解析所示 左 改变定值电阻两端电压 定值电阻断路 保持定值电阻两端电压不变 左 20

【解析】（1）根据图甲进行实物连接，即定值电阻、电流表与滑动变阻器串联，电压表与定值电阻并联，电路如下图：

（2）在探究“电流与电压的关系”实验中：

①闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处，即最左端；为了得出普遍性的结论，要多次进行测量，所以滑动变阻器在电路中除起到保护电路元件安全的作用外，还要起到改变定值电阻两端电压的作用；

②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数接近电源电压4.5V，说明电压表与电源连通，即与电压表并联的支路以外的电路是完好的，所以是与电压表并联的支路断路了，即电路出现的故障可能是灯泡断路；

（3）在探究“电流与电阻的关系”实验中，根据控制变量法知道，要控制电阻的电压不变，

①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和控制电压表示数不变的作用；

②小明先将R=10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为15Ω的电阻时，由于接入电路的电阻变大，则电压表示数会变大，为保持电压表示数不变，要增大变阻器接入电路的电阻，才能时定值电阻的电压减小到2.5V，故应向左方向移动滑动变阻器的滑片同时记下电流表的示数；

③由图丙知道，电阻两端的电压始终保持U=IR =2.5V，由串联电路电压的规律知道，变阻器的电压始终是：U滑=4.5V-2.5V=2V，即变阻器的电压与电压表示数的比值始终是：2V/2.5V=0.8倍，所以为了完成整个实验，当接入最大定值电阻25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻应是：R滑大=0.8×25Ω=20Ω，故应该选取最大阻值至少是20Ω的滑动变阻器。