Question

小倩用如图甲的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”。电源电压6V，可供选择的定值电阻有5Ω、10Ω、20Ω、30Ω：

 

(1)本实验的研究对象是___________（选填“R₁”或“R₂”）；

(2)闭合开关后发现电流表有示数，电压表示数等于电源电压，原因可能是_______________；

(3)解决问题后，更换不同定值电阻进行实验，数据记录于表格中，其中第3次实验的电流表示数如图乙，为____________A；

实验序号	1	2	3
电阻R/Ω	5	10	20
电流I/A	0.4	0.2

(4)换上30Ω的电阻后，发现无论怎么移动滑片都无法完成实验，由此推断她使用的滑动变阻器规格是___________。

A.10Ω  2A     B.20Ω  2A    C.50Ω  1A     D.100Ω  1A

Answer

R1 R2短路 0.1 C

【解析】

(1)[1]研究通过导体的电流与电阻的关系，要控制电阻两端的电压不变，记录电流随电阻的变化关系，变阻器R2起到控制电阻的电压不变的作用，本实验的研究对象是R1。
(2)[2]图甲电路中，电压表测R1的电压，闭合开关后发现电流表有示数，说明电路为通路，电压表示数等于电源电压，原因可能是R2短路（或将变阻器上面两个接线柱连入了电路）。
(3)[3]其中第3次实验的电流表示数如图乙，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.1A。
(4)[4]由上表数据知，电阻两端的电压始终保持

UV=IR=0.2A×10Ω=2V

根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压

U滑=U-UV=6V-2V=4V

由串联电路电压比等于电阻比，可得

换上30Ω的电阻后，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻应为

R滑=2×30Ω=60Ω

由题意可知，当接入30Ω电阻时不能完成实验，说明变阻器的最大电阻小于60Ω，同理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为

R′滑=2×20Ω=40Ω

由题意能完成这次实验，说明变阻器的最大电阻不小于40Ω，所以她使用的变阻器最大电阻在40Ω~60Ω，则使用的滑动变阻器规格是50Ω 1A，故选C。