Question

某班同学在研究“电流跟电阻的关系”时，设计的电路如图2所示．选用器材有：电源（电压恒为6V）、电流表（量程选用0～0.6A）、电压表（量程选用0-3V）、滑动变阻器R_2（20Ω　2A），开关各一只，导线若干，电阻（阻值为5Ω、8Ω、10Ω、12Ω、24Ω各一只）．
（1）请根据实验电路图，将实物图（图1）连接完整．

（2）在探究电流跟电阻的关系时，测量一组电流、电阻值后，改变R₁阻值，闭合开关，在读出并记录第二组电流、电阻值前，应先进行的操作是________．
（3）为了实验器材的安全和实验顺利进行，改变R₁阻值时，在5Ω、8Ω、10Ω、12Ω、24Ω的供选电阻中，不能选用的电阻是________Ω．
（4）实验时要让电阻R₁两端的电压为2.5V，电阻R，选用10n的阻值时，滑动变阻器Rz的阻值应为________Ω．

Answer 1

解：（1）电压表与电阻并联，电流表与电阻串联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，如下图所示：

（2）要探究电流与电压的关系，必须通过移动滑动变阻器的滑片，来控制电阻两端的电压不变；
所以改变R₁阻值，闭合开关，在读出并记录第二组电流、电阻值前，应先调节滑动变阻器使电阻R₁两端的电压不变，即电压表的示数不变．
（3）当电压表的示数满量程时，滑动变阻器分得的电压和电阻R₁分得的电压相等，均为3V；
∵串联电路各处的电流相等，
∴电阻R₁的最大阻值为20Ω，结合选项可知，24Ω的电阻不符合题意．
（4）当U₁=2.5V，R₁=10Ω，
电路中的电流I===0.25A，
滑动变阻器两端的电压U₂=U-U₁=6V-2.5V=3.5V，
R₂===14Ω．
故答案为：（1）如上图所示；（2）调节滑动变阻器使电压表的示数不变；（3）24；（4）14．
分析：（1）由电路图可知，电压表与电阻并联，电流表与电阻串联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）在研究电流与电阻的关系时，应该控制电阻两端的电压不变，是通过移动滑动变阻器的滑片实现的；
（3）当滑动变阻器接入电路的电阻最大、R₁=5Ω时，电路中的电流=0.24A＜0.6A，即这些电阻都可以使电流表正常工作；当电压表的示数为3V时，根据串联电路分压特点R₁的阻值即可判断不能选用的电阻；
（4）根据欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值．
点评：本题考查了实物图的连接、串联电路的特点、欧姆定律的计算等，关键是明白研究“电流跟电阻的关系”实验的原理，难点是根据电表的量程判断R₁不可能的阻值．