Question

1．如圖所示是探究電流與電阻的關(guān)系實驗電路圖，電源電壓保存3V不變，滑動變阻器的規(guī)格是“10Ω  1A”，實驗中，先在a，b兩點間接入5Ω的電阻，閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)為2V，讀出并記錄下此時電流表的示數(shù)，接著需要更換a、b間的電阻再進行兩次實驗，為了保證實驗的進行，a，b間換接的電阻阻值應(yīng)為（　　）

• A． 10Ω
• B． 20Ω
• C． 30Ω
• D． 40Ω

Answer 1

分析 探究“電流與電阻的關(guān)系”實驗中應(yīng)控制電阻兩端的電壓即電壓表的示數(shù)不變，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點求出滑動變阻器接入電路中的電阻與定值電阻阻值的比值；當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，定值電阻的阻值最大，根據(jù)比值關(guān)系求出定值電阻的最大阻值得出定值電阻的范圍，然后結(jié)合選項得出答案．

解答 解：探究“電流與電阻的關(guān)系”實驗中應(yīng)控制電阻兩端的電壓即電壓表的示數(shù)不變，
因為串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_R=3V-2V=1V，
因為串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以根據(jù)歐姆定律可得：
$\frac{{R}_{滑}}{R}$=$\frac{\frac{{U}_{滑}}{I}}{\frac{{U}_{R}}{I}}$=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{R}}$=$\frac{1V}{2V}$=$\frac{1}{2}$，
當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為10Ω時，定值電阻的最大阻值：
R_max=2R_滑max=2×10Ω=20Ω，
即定值電阻的最大阻值不能超過20Ω，則a，b間換接的電阻阻值應(yīng)為10Ω、20Ω．
故選AB．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道探究“電流與電阻的關(guān)系”實驗中應(yīng)控制電壓表的示數(shù)不變，且滑動變阻器接入電路中的阻值最大時定值電阻的阻值也最大．