Question

某班同學在研究“電流跟電阻的關系”時，設計的電路如圖2所示．選用器材有：電源（電壓恒為6V）、電流表（量程選用0～0.6A）、電壓表（量程選用0-3V）、滑動變阻器R_2（20Ω　2A），開關各一只，導線若干，電阻（阻值為5Ω、8Ω、10Ω、12Ω、24Ω各一只）．
（1）請根據實驗電路圖，將實物圖（圖1）連接完整．

（2）在探究電流跟電阻的關系時，測量一組電流、電阻值后，改變R₁阻值，閉合開關，在讀出并記錄第二組電流、電阻值前，應先進行的操作是________．
（3）為了實驗器材的安全和實驗順利進行，改變R₁阻值時，在5Ω、8Ω、10Ω、12Ω、24Ω的供選電阻中，不能選用的電阻是________Ω．
（4）實驗時要讓電阻R₁兩端的電壓為2.5V，電阻R，選用10n的阻值時，滑動變阻器Rz的阻值應為________Ω．

Answer 1

解：（1）電壓表與電阻并聯，電流表與電阻串聯，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中，如下圖所示：

（2）要探究電流與電壓的關系，必須通過移動滑動變阻器的滑片，來控制電阻兩端的電壓不變；
所以改變R₁阻值，閉合開關，在讀出并記錄第二組電流、電阻值前，應先調節滑動變阻器使電阻R₁兩端的電壓不變，即電壓表的示數不變．
（3）當電壓表的示數滿量程時，滑動變阻器分得的電壓和電阻R₁分得的電壓相等，均為3V；
∵串聯電路各處的電流相等，
∴電阻R₁的最大阻值為20Ω，結合選項可知，24Ω的電阻不符合題意．
（4）當U₁=2.5V，R₁=10Ω，
電路中的電流I===0.25A，
滑動變阻器兩端的電壓U₂=U-U₁=6V-2.5V=3.5V，
R₂===14Ω．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）調節滑動變阻器使電壓表的示數不變；（3）24；（4）14．
分析：（1）由電路圖可知，電壓表與電阻并聯，電流表與電阻串聯，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中；
（2）在研究電流與電阻的關系時，應該控制電阻兩端的電壓不變，是通過移動滑動變阻器的滑片實現的；
（3）當滑動變阻器接入電路的電阻最大、R₁=5Ω時，電路中的電流=0.24A＜0.6A，即這些電阻都可以使電流表正常工作；當電壓表的示數為3V時，根據串聯電路分壓特點R₁的阻值即可判斷不能選用的電阻；
（4）根據歐姆定律求出電路中的電流，根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，再根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值．
點評：本題考查了實物圖的連接、串聯電路的特點、歐姆定律的計算等，關鍵是明白研究“電流跟電阻的關系”實驗的原理，難點是根據電表的量程判斷R₁不可能的阻值．