Question

18．學習小組在“探究一定電壓下，電流與電阻關系”的實驗中，選用的實驗器材為：電源電壓恒為4.5Ⅴ，三個定值電阻（10Ω、15Ω、20Ω），兩只滑動變阻器（分別為“20Ω 2A”、“50Ω 1A”）等．

（1）如圖甲是某同學設計的實驗電路圖，請你用筆畫線將圖乙的實物圖連接完整．
（2）某同學實驗時，先在ab間接入10Ω的定值電阻，閉合開關，移動變阻器滑片P，使電壓表的示數(shù)為1.5Ⅴ，并記下相應的電流值是0.15A；再改接15Ω的定值電阻，此時圖乙中滑片P應向D （選填“C”或“D”）端移動，該同學移動變阻器滑片P的目的是控制電壓表示數(shù)不變．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流，確定電流表量程并串聯(lián)在電路中；
（2）由歐姆定律求電流大�。桓鶕�(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關系時，需控制定值電阻的電壓相同，當換上大電阻時，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結合分壓原理確定滑片移動的方向；
根據(jù)實驗要求確定變阻器的作用．

解答 解：（1）電壓表選用小量程，最大電壓為3V，當定值電阻最小時，電路中的最大電流：
I_大=$\frac{U}{{R}_{小}}=\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，故電流表選用小量程，與電阻串聯(lián)，如下所示：

（2）先在ab間接入10Ω的定值電阻，閉合開關，移動變阻器滑片P，使電壓表的示數(shù)為1.5Ⅴ，根據(jù)歐姆定律，電流大�。�
I=$\frac{U′}{{R}_{1}}$=$\frac{1.5V}{10Ω}$=0.15A；
根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由10Ω改接成15Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；
探究電流與電阻的實驗中應保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向D端移動，使電壓表的示數(shù)為1.5V；該同學移動變阻器滑片P的目的是：控制電壓表示數(shù)不變．
故答案為：（1）如上所示；（2）0.15；D；控制電壓表示數(shù)不變．

點評 本題探究一定電壓下，電流與電阻關系，考查電路的連接、歐姆定律和控制變量法的運用、實驗的操作過程及變阻器的作用，