Question

20．探究“通過(guò)電阻的電流與電阻的大小關(guān)系”時(shí)，我們一般需要先預(yù)設(shè)一個(gè)電壓值，實(shí)驗(yàn)中保持電阻兩端電壓為預(yù)設(shè)值不變，現(xiàn)采用如圖所示電路進(jìn)行探究，器材：學(xué)生電源（6V）、滑動(dòng)變阻（20Ω，1A）、電流表、電壓表、開關(guān)、三個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、20Ω）及導(dǎo)線若 干，以下說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 要獲得3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，電壓預(yù)設(shè)值范圍可以為1.5V-5V
• B． 要獲得3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，電壓預(yù)設(shè)值范圍可以為1V-4V
• C． 電壓預(yù)設(shè)值越大，在獲得3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)節(jié)范圍越小
• D． 實(shí)驗(yàn)電壓預(yù)設(shè)值為2V．要獲得3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，要更換最大阻值為30Ω的滑動(dòng)變阻器

Answer 1

分析 由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算電壓在預(yù)設(shè)值最小時(shí)，電路中電流最小，變阻器連入阻值最大，由此計(jì)算、分析解答．

解答 解：
（1）由圖知，R與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端電壓，電流表測(cè)電路中電流，
當(dāng)定值電阻最大R=20Ω，當(dāng)電壓預(yù)設(shè)值最小為1.5V時(shí)，電路中電流最�。篒_最小=I_R=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{1.5V}{20Ω}$=0.075A，
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得，此時(shí)變阻器接入電路中的電阻最大：R_滑最大=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{最小}}$=$\frac{U-{U}_{R}}{{I}_{最小}}$=$\frac{6V-1.5V}{0.075A}$=60Ω＞20Ω，所以此預(yù)設(shè)電壓值不正確，即A錯(cuò)誤；
當(dāng)定值電阻最大R=20Ω，當(dāng)電壓預(yù)設(shè)值最小為1V時(shí)，電路中電流最�。篒_最小=I_R=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{1V}{20Ω}$=0.05A，
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得，此時(shí)變阻器接入電路中的電阻最大：R_滑最大=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{最小}}$=$\frac{U-{U}_{R}}{{I}_{最小}}$=$\frac{6V-1V}{0.05A}$=100Ω＞20Ω，所以此預(yù)設(shè)電壓值不正確，即B錯(cuò)誤；
（2）電壓預(yù)設(shè)值越大，電路中電流越大，變阻器兩端電壓越小，由歐姆定律可知，變阻器連入阻值越小，滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)節(jié)范圍越小．故C正確；
（3）實(shí)驗(yàn)電壓預(yù)設(shè)值為2V時(shí)，當(dāng)R=20Ω時(shí)，變阻器需連入阻值最大，
此時(shí)電路中電流I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{2V}{20Ω}$=0.1A，
此時(shí)變阻器連入電路的阻值：R=$\frac{U-{U}_{R}}{I}$=$\frac{6V-2V}{0.1A}$=40Ω，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵知道定值電阻取最大值時(shí)，電路中電流最小時(shí)，變阻器需要連入阻值最大．