Question

【题目】如图所示，探究“电流与电压关系”实验中，电源电压恒为4.5V，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣3V，定值电阻阻值为5Ω，滑动变阻器最大阻值为20Ω．
（1）在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整．
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于图中端．
（3）闭合开关，移动滑片，记录电流表和电压表示数，进行多次实验，绘制出I﹣U图象，如图乙所示，根据图象得出初步结论：在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成 ．
（4）为了保证元件安全，闭合开关，在移动滑片的过程中，滑动变阻器的阻值变化范围为 ．
（5）用该电路探究电流电阻的关系时，若保持电压表示数始终为2V，不更换其它器材，为了完成实验，更换的定值电阻阻值不能大于Ω．

Answer 1

【答案】
（1）解：变阻器接线柱按一上一下的原则接入电路中，如下图所示：

（2）最右
（3）正比
（4）2.5Ω﹣20Ω
（5）16
【解析】解：（2）为保护电路安全，变阻器连入电路的电阻最大，即滑片移动到最右端；（3）绘制出I﹣U图象为一直线，说明在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比；（4）因电压表量程为0﹣3V，所以定值电阻的电压不能超过3V， 此时通过电路的电流最大值为I= =0.6A，不超过电流表量程；
变阻器与定值电阻串联，根据串联电路电压的规律，变阻器分得电压至少为4.5V﹣3V=1.5V，
根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻大小至少为 ×5Ω=2.5Ω；
所以，为了保证元件安全，闭合开关，在移动滑片的过程中，滑动变阻器的阻值变化范围为2.5Ω﹣20Ω；（5）用该电路探究电流电阻的关系时，若保持电压表示数始终为2V，
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压U滑=4.5V﹣2V=2.5V，
当变阻器的最大阻值连入电路中时，
根据分压原理，定值电阻的最大阻值为R大= ×20Ω=16Ω．
所以答案是：（1）如上图所示；（2）最右；（3）正比；（4）2.5Ω﹣20Ω；（5）16．
【考点精析】利用欧姆定律及其应用对题目进行判断即可得到答案，需要熟知欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）．