在探究电流与电阻关系的实验中,电源电压为15V且保持不变,滑动变阻器上标有“20Ω 3A”字样,实验中所用的四个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω.
(1)用笔画线代替导线将电路连接完整(如图)
(2)小明在a、b间接入5Ω的电阻时,调节滑动变阻器的滑片,读出电流表的示数为1.0A.断开开关,保持滑片的位置不变,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,要得到正确的实验结论,应将滑片向______端移动,读数时电流表示数为______A.
(3)断开开关,再用15Ω的电阻替换10Ω的电阻继续实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能完成实验,为了使这四个电阻都能为实验所用,应控制a、b间电压不低于______V.
解:(1)滑动变阻器已接了下面一个接线柱,应再连上面一个接线柱,如图所示:
(2)用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后,电阻变大,电压表的示数变大,为保持其示数不变,则应增大滑动变阻器的阻值,使滑片向右移动;
U=IR=1.0A×5Ω=5V
因为电压不变,所以当换为10Ω的电阻时,电流值应为I′===0.5A
(3)在换用不同电阻时,用控制电阻两端的电压不变,所以不能低于5V.
故答案为:(1)见上图;(2)右;0.5;(3)5.
(1)掌握滑动变阻器的接法,需接一上一下;
(2)根据串分压的知识,判断出阻值减小时电压表示数的变化,从而判断出滑动变阻器阻值的变化,得出滑片移到的方向;
根据公式U=IR计算出电压表的示数,根据I=计算出电流表的示数;
(3)要探究电流与电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变.
点评:此题是探究电流与电阻关系的实验,考查了滑动变阻器的连接及使用、欧姆定律的应用及串分压的知识.解决此题的关键是计算出导体两端的电压值.
物理学习经验分享:极端法,有意扩大变量差异,扩大变化可使问题更加明显,易辩加深对问题的讨论。例如:测量中的误差。