Question

8．在电压一定时，电流与电阻的关系的实验中，小凯把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和二节干电池串联连接成了如图所示的电路，正准备闭合开关时，旁边的小兰急忙拦住他，说接线错了． 
（1）请你检查一下电路，错在哪里？小兰发现只要改接一根导线就可以，请把接错的那一根导线找出来，打上“×”，再画线把它改接到正确的位置上．
（2）实验时，先接入10Ω电阻，移动滑片P，使电压表示数为2V，记录相应的电流值后；小凯想改接l5Ω的电阻，下一步的操作是：断开开关，将变阻器的电阻移动到最左端，将l5Ω的电阻接入电路中，向右移动滑片使电压表示数保持2V不变．
（3）为多次测量得出普遍规律，又接入20Ω的电阻继续实验，为了使电压表的示数为2V，应该将滑片P向左端移动．所用滑动变阻器的最大阻值至少应为10Ω．

Answer 1

分析 （1）原电路中，电压表串联在电路中了，电流表与电阻R并联了，是错误的；
（2）研究电流与电阻的关系时，要保持电压表示数不变，为电路的安全，连接电路时，开关要断开，滑片移动到阻值最大处，然后移动滑动变阻器的滑片使电压表示数不变；
（3）根据串联电路电压规律结合分压原理确定变阻器连入电路中的最大阻值至少为多少．

解答 解：（1）电压表应与电阻并联，电流表串联在电路中，改正后如图所示：


（2）在研究电流与电阻的关系实验时，要控制电压不变，先接入10Ω电阻，移动滑片P，使电压表示数为2V，记录相应的电流值后；
小凯想改接l5Ω的电阻，下一步的操作是：断开开关，将变阻器的电阻移动到最左端，将l5Ω的电阻接入电路中，向右移动滑片使电压表示数保持2V不变；
（3）根据串联电路电压的规律，为了使电压表的示数为2V不变，变阻器分得的电压U_滑=3V=2V=1V，
变阻器的电压是定值电阻电压的$\frac{1V}{2V}$=$\frac{1}{2}$倍，
接入20Ω的电阻继续实验，根据分压原理，
所用滑动变阻器的最大阻值至少应为：
R_滑=$\frac{1}{2}$×20Ω=10Ω．
故答案为：（1）如上所示；
（2）断开开关，将变阻器的电阻移动到最左端，将l5Ω的电阻接入电路中，向右移动滑片使电压表示数保持2V不变；
（3）10．

点评 本题研究电流与电阻的关系时，考查电路的连接、操作过程、控制变量法的运用和对器材的要求，为电学中的重要内容，要掌握．