Question

用图甲所示器材和装置探究通过导体的电流与电阻关系，电源电压恒为4.5V，定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω 和 45Ω，滑动变阻器 R’上标有“15Ω  1A”。

(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整______；

(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至最______（选填“左”或“右”）端，闭合开关后，发现电流表指针无偏转，电压表指针有明显偏转，原因可能是______；

(3)实验的部分数据如图乙所示，其中一次数据由于操作不当出现了错误，错误的电流值为______A。出现该错误是由于忘记调节滑动变阻器保持电压不变造成的，则在该步错误操作之前，接入电路的定值电阻为______Ω；

(4)继续实验，当接入电路中的电阻为 45Ω 时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片 P，都无法使电压表的示数保持不变。利用现有器材，下列操作可继续完成实验的有______；

①将 5Ω 电阻串联接入电路    ②将 10Ω 电阻串联接入电路

③将 15Ω 电阻串联接入电路    ④将 20Ω 电阻串联接入电路

⑤将 25Ω 电阻串联接入电路

(5)顺利完成上述实验后，小明想利用以上器材测一未知电阻 R_X 的阻值（大小约为 250Ω），以下图丙四种方案中，可以较准确地测出 R_X 阻值的是______。（填字母序号）

A.B.C.D.

Answer

右 电阻R断路 0.18 10 ②③④ C

【解析】

(1)[1]实验探究通过导体的电流与电阻关系，定值电阻应与滑动变阻器串联，实物电路连接完整后如图所示：

。

(2)[2]闭合开关前，滑动变阻器接入阻值应最大，故其滑片应移至最右端。

[3]闭合开关后，发现电流表指针无偏转，电压表指针有明显偏转，说明电流表、滑动变被阻器未断路，原因可能是电阻R断路，造成电压表串联在电路中，电路电流极小。

(3)[4]实验的部分数据如图乙所示，实验应控制定值电阻两端电压不变，但当选用20Ω定值电阻时，电路电流记录值为0.18A，其两端电压为

明显大于其他条件时的3V，故应为错误的电流值；此时滑动变阻器接入阻值为

[5]出现该错误是由于忘记调节滑动变阻器保持电压不变造成的，则在该步错误操作之前，电路电流为

则接入电路的定值电阻为

(4)[6]继续实验，当接入电路中的电阻为45Ω时，根据串联电路电阻分压特点，由于滑动变阻器接入的最大阻值为15Ω，所以无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，都无法使电压表的示数保持在3V；为继续完成实验，应串联一个电阻，其阻值至少应满足

代入数据，则

即

，

故接入的阻值至少为7.5Ω，最大为22.5Ω，故②③④符合题意。

(5)[7]顺利完成上述实验后，小明想利用以上器材测一未知电阻RX的阻值（大小约为 250Ω），由于滑动变阻器的最大量程为15Ω，根据串联电路特点，A、B中滑动滑片P过程中，电流表、电压表的变化范围很小，不能准确没出RX的阻值；在C、D中可将滑动变阻器接入最大阻值，首先闭合开关S、S2，断开S1，此时电压表示数为U1，即

然后闭合开关S、S1，断开S2，此时电压表示数为U2，即

联立可得

即可求解出RX阻值，且为使结果更加准备，接入的定值电阻应较大，以使电压表示数发生较明显变化，故图丙四种方案中C方案最合适。