Question

19．小明在做“探究电流与电阻关系”的实验时，选择了两节蓄电池（电压共6V）、阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻R₁、R₂、R₃，最大阻值为20Ω的滑动变阻器R及其他有关器材．
（1）小明连接的电路如图所示，其中有一个元件连接错误，请在实物图中的错误连线上打“×”，并将正确的连线画在图中．
（2）电路连接正确后，小明测量出定值电阻R₁两端电压为2V时的电流值，断开开关，将电阻R₁取下，换成R₂时，为了保证定值电阻R₂两端的电压也是2V，应调节滑动变阻器的滑片使其阻值增大．（选填“增大”或“减小”）
（3）小明发现当换接 R₃时，无论如何滑线变阻器都不能使R₃两端的电压达到2V，原因可能是滑动变阻器的最大阻值选小了．
（4）小明根据实验测出的两组数据，得出了实验结论，你认为是否合适，说出你的理由：不合适，仅仅有两组实验数据，无法得出普遍的规律．

Answer 1

分析 （1）由电路图可知，滑动变阻器同时接下面两个接线柱，滑动变阻器连接错误，应改为接一上一下两个接线柱．
（2）在探究电流跟电阻的关系时，应移动滑片，保持电阻两端的电压不变；故据欧姆定律分析即可判断；
（3）滑动变阻器与电阻R₃串联，电源电压一定，由串联电路特点知，滑动变阻器电压越大，电阻两端电压越小，电压表示数越小；现在无论如何调节滑动变阻器都不能使R₃两端电压达到2V，可能是因为滑动变阻器分压太小造成的，根据题意由欧姆定律及串联电路特点求出滑动变阻器全部接入电路时，求出电阻R₃两端的电压，找出原因．
（4）从实验结论的普遍性的角度分析即可判断．

解答 解：（1）由电路图可知，滑动变阻器同时接下面两个接线柱，滑动变阻器连接错误，应改为接一上一下两个接线柱，电路图如图所示

（2）电路连接正确后，小明测量出定值电阻R₁两端电压为2V时的电流值，断开开关，将电阻R₁取下，换成R₂时，即此时的电阻变大，在滑片不动的情况下，定值电阻分担的电压变大，故会大于2V，而此实验中要求定值电阻两端的电压保持不变，所以应该让变阻器分担的电压变大，故应移动滑片，让变阻器的有效电阻变大，从而分担的电压变多，使得定值电阻两端的电压变小．
（3）由题意知，实验所用定值电阻与滑动变阻器的最大阻值均为20Ω，电源电压为6V，定值电阻与滑动变阻器串联，滑动变阻器阻值全部接入电路时，定值电阻两端电压最小，此时电路的电流是：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{20Ω+15Ω}$≈0.17A
此时定值电阻的电压是：
U=IR=0.17A×15Ω=2.5V；所以此时定值电阻两端电压最小是2.5V，故无论如何滑线变阻器都不能使R₃两端的电压达到2V，这是由于滑动变阻器的最大电阻太小的缘故．
（4）从实验结论的普遍性的角度分析，该实验过程不是很合适的，这是由于仅仅有两组实验数据，实验次数太少，所得实验结论不具有普遍性．
故答案为：（1）见上图；（2）增大；（3）滑动变阻器的最大阻值选小了；（4）不合适，仅仅有两组实验数据，无法得出普遍的规律．

点评 本题考查了实验的注意事项、电路连接错误分析与改正、电路分析等问题；要注意滑动变阻器在电路中的接法，滑动变阻器不能同时只接上面两个或下面两个接线柱，应接一上一下两个接线柱．