Question

【题目】小明想利用如图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压6V，选用的定值电阻的阻值分别为5Ω、15Ω和30Ω，滑动变阻器规格为“25Ω1A”。

（1）如图乙是根据图甲连接的实物图，请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线连接正确。

（______）

（2）在连接电路的过程中开关应该_____。

（3）小明排除实物图的错误后，将5Ω电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为某预设值，记下电流表示数为0.5A。完成第一次实验后，在没有移动滑动变阻器滑片的情况下，小明把5Ω的电阻换成15Ω的电阻后闭合开关，此时电压表示数将会比预设的电压值_____（选填“高”或“低”），电流表示数将会比第一次电流0.5A_____（选填“大”或“小”），小明应向_____（选填“左”或“右”）移动变阻器滑片，使_____（选填“电压表”或“电流表”）示数不变，才能完成这次实验。

（4）小明继续实验，他发现接入30Ω的电阻进行实验时，不管怎样移动滑片，都不能使电压表的示数变为预设的定值。小明利用现有器材解决了上述问题，并完成了实验。他采取的操作可能是_____（列举一种方法即可）。

Answer 1

【答案】见解析所示 断开 高 小 左 电压表 减少一节干电池

【解析】

(1)[1]原电路中，电阻和电压表短路了，电阻应与变阻器串联，电压表应与电阻并联，如下改正：

(2)[2]在连接电路的过程中，为保护电路，开关应该断开；

(3)[3][4]根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成15Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；此时电源电压不变，总电阻变大，电流表示数将会比第一次电流0.5A小；

[5][6]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动才能完成下一次实验；

(4)[7]由欧姆定律，电压表示数：

；

根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为：6V-2.5V=3.5V，由分压原理，在接入30Ω的电阻进行实验时，变阻器连入电路中的电阻至少为42Ω＞25Ω，故不管怎样移动滑片，都不能使电压表的示数变为2.5V（大于2.5V），故可减少一节干电池完成实验。