Question

小明同学用如图所示的电路来验证“电流与电阻的关系”，所用器材有：电压恒为3V的电源，阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只，“30Ω 1A”的滑动变阻器一只，学生用电流表、电压表各一只，开关和导线若干．
（1）实验过程中他控制定值电阻R₂两端的电压恒为1V．发现不能按要求完成实验，请通过计算说明滑动变阻器的最大阻值至少为________Ω．
（2）若实验器材不能更换．但仍要完成本实验，可以________．

Answer 1

解：
（1）当阻值为20Ω的定值电阻与滑动变阻器串联在3V电源时，定值电阻两端电压为1V，滑动变阻器两端电压为3V-1V=2V．所以滑动变阻器的最小阻值为2×20Ω=40Ω．
故答案为：40．
（2）当阻值为20Ω的定值电阻与最大阻值为30Ω的滑动变阻器串联在3V电源时，定值电阻两端电压为×3V=1.2V．也就是说，只要定值电阻两端电压不小于1.2V（不大于3V），利用现有器材就能完成本实验．
故答案为：将定值电阻R₂两端的电压控制得大一些．
分析：探究电流与电阻的关系，需要保持电阻两端电压一定．
（1）串联电路用电器两端电压与其阻值成正比，接入电路的定值电阻最大时，两端电压最大．
（2）电源电压一定，由上一步知定值电阻两端电压较小时，需要滑动变阻器两端电压较高，也就是接入电路的电阻较大．如果提高定值电阻两端电压，则滑动变阻器分担的电压就会降低，接入电路的电阻会减小．
点评：本题考查了探究“电流与电阻的关系”的实验，涉及了欧姆定律和串联电路特点的应用，综合性强，有一定的难度．