Question

【题目】如图甲所示，是探究“电流与电阻的关系”实验。电源电压恒为7.5V，滑动变阻器的最大阻值1000Ω。

(1)图乙是未连接好的电路，滑片已处于合适位置，请在图中用笔画线代替导线连接好电路。

（__________）

(2)某小组利用5Ω，10Ω和15Ω的定值电阻，按照实验要求进行试验，根据实验数据绘制成如图丙所示的图像。根据图像信息可知：实验中用5Ω的电阻完成实验后，直接将5Ω的电阻换成10Ω，为保证电压表的示数为_____V不变，应将滑动变阻器的滑片向_____移动（选填“左”或“右”）。

(3)该小组同学想增加定值电阻再多做几次实验，由题中信息可知，所选用的定值电阻不能超过_____Ω。

(4)实验室备有下列器材：

A.待测定值电阻Rx：阻值在7~9Ω之间

B.滑动变阻器：最大阻值约20Ω

C.定值电阻R0：阻值10Ω

D.电流表A：两个量程0~0.6A，0~3A

E.电源：电源电压U恒为4V

F.单刀双掷开关（双向开关）S及导线若干

为了测出待测电阻Rx，的电阻，设计了图所示的电路。

①小亮设计的实验操作主要步骤是：

Ⅰ.将开关掷向a，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，使A表的指针指到表盘上某一适当位置；读出电路稳定后A表的示数（记为I1）

Ⅱ.将开关掷向b，移动滑动变阻器的滑片至另一位置，使A表的指针指到表盘上另一适当位置； 读出电路稳定后A表的示数（记为I2）

②王瑞认为小亮设计的步骤Ⅱ中有不妥当之处，请你帮小亮写出正确的步骤Ⅱ：_____。

③按正确的操作，他们顺利的测出了Rx的电阻。请你写出用测得的物理量I1、I2，和已知物理量U、R0表示的Rx的表达式Rx=_____。

Answer 1

【答案】 2.5 右 50 保持变阻器的滑片位置不动，将开关掷向b，读出电路稳定后A表的示数（记为I2）

【解析】

(1)[1]根据电路图知，电压表并联在电阻的两端，滑动变阻器与电阻串联，接左下接线柱，如下图

。

(2)[2][3]由图丙知，电压表的示数应为

根据串联分压原理可知，将定值电阻R由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大，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，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2.5V。

(3)[4]由串联电路电压的规律，变阻器分得的电压

当滑动变阻器最大阻值100Ω接入电路中时，电路中最小电流为

定值电阻的最大值为

由题中信息可知，所选用的定值电阻不能超过50Ω。

(4)[5]S掷向b时，测出电路电流I2，电源电压为

所以

S掷向a时，测出电路电流I1，电源电压为

有两个未知量，无法表示出Rx，要测出Rx，应保持滑动变阻器的滑片不变，当S掷向b时，读出电路稳定后A表的示数（记为I2）。

[6]由电源电压不变可知

整理可得

解得