Question

【题目】小红按照图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”。电源电压恒为3V，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”，滑动变阻器规格为“20Ω1A”，可供选择的定值电阻若干。

（1）首先，她选择R＝5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至适当位置，此时电流表的示数如图乙所示，则通过定值电阻R的电流为_____A。

（2）接着，她断开开关，将5Ω的定值电阻更换成10Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片向_____（选填“左”或“右”）移动，使电压表的示数保持不变，此时电压表的示数应为_____V。

（3）为了使实验结论更可靠，在前述实验的基础上，她还需要再多测几组数据，则她能够选择的定值电阻R的阻值范围是_____Ω．（保留两位小数）

Answer 1

【答案】0.4 右 2 3.33﹣40

【解析】

根据欧姆定律分析动态电路的极值问题及串联电路的电压特点，据此分析，

（1）电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则通过定值电阻R的电流为0.4A；

（2）由欧姆定律，第一次实验的电压表示数为：U=IR=0.4A，根据串联分压原理，将定值电阻由5改接成10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，根据串联电路的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，增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右移动，使电压表的示数为2V。

（3）因电流表的量程为00.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，所以为了保证电路安全，电路中的最大电流为0.6A，此时定值电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律可得，此时电路中的定值电阻最小为：R小==3.33，电阻两端的电压始终保持UV=2V。根据串联电路电压规律，变阻器分得的电压：U滑=U=3V2V=1V，定值电阻的电压为变阻器分得的电压的=2倍，根据分压原理，当滑动变阻器的最大电阻为20接入电路中时，定值电阻的最大值为：220=40，故在前述实验的基础上，她还需要再多侧几组数据，则她能够选择的定值电阻R的阻值范围是3.3340.