Question

20．在探究电流与电阻关系的实验中，学生电源电压为15V，滑动变阻器上标有“20Ω 3A”字样，实验中所用的四个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω．
（1）用笔画线代替导线将如图甲所示的电路连接完整．
（2）小明在a、b间接入5Ω的电阻时，调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数为1.2A（如图乙）．断开开关，保持滑片的位置不变，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，闭合开关，要得到正确的实验结论，应将滑片向右端移动，使电压表的示数为6V．
（3）断开开关，再用15Ω的电阻替换10Ω的电阻继续实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能完成实验，为了使这四个电阻都能为实验所用，并能继续实验，可以换用最大阻值更大的滑动变阻器，或适当减小（增大/减小）学生电源的电压．

Answer 1

分析 （1）探究电流与电阻关系实验，滑动变阻器、电阻、电流表应串联接入电路，电压表与定值电阻并联，据此连接实物电路图．
（2）由图示电流表确定其量程与分度值，读出其示数，然后应用欧姆定律求出电阻两端电压，再根据串联电路特点判断滑片的移动方向．
（3）探究电流与电阻关系实验，应控制电阻两端电压保持不变，为使实验顺利进行，可以换用最大阻值较大的滑动变阻器或减小定值定值两端电压、或减小电源电压进行实验．

解答 解：（1）把滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在定值电阻两端，实物电路图如图所示：

（2）由图示电流表可知，其量程为0～3A，分度值为0.1A，示数为1.2A，a、b间接入5Ω的电阻，定值电阻两端电压：U-IR=1.2A×5Ω=6V；
断开开关，保持滑片的位置不变，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，闭合开关，定值电阻两端电压变大，为保持电阻两端电压为6V不变，应增大滑动变阻器分压，增大滑动变阻器接入电路的阻值，由图示电路图可知，应向右端移动滑动变阻器滑片．
（3）断开开关，再用15Ω的电阻替换10Ω的电阻继续实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能完成实验，这是由于滑动变阻器分压太大（或滑动变阻器最大阻值太小、定值电阻分压太小）造成的，为完成实验，可以减小滑动变阻器分压，减小电源电压（或增大滑动变阻器最大阻值、或减小定值电阻分压）．
故答案为：（1）如上图所示；（2）1.2；右；6；（3）减小．

点评 本题考查了连接实物电路图、电路故障分析、电流表读数、求电压、实验操作等问题，实验应用了控制变量法，应用控制变量法、串联电路特点与欧姆定律可以解题；对电流表读数时要先确定其量程与分度值，然后再读数．