问题补充:
现要做探究“电阻一定时,电流与电压的关系”的实验.实验中可供使用的器材有:
A.电流表(量程0~0.6A,0~3A)
B.电压表(量程0~3V,0~15V)
C.定值电阻R1(阻值为3Ω)
D.定值电阻R2(阻值为10Ω)
E.滑动变阻器R1′(10Ω,2A)
F.滑动变阻器R2′(100Ω,1A)
G.干电池二节?(一节干电池的电压为1.5V)
H.开关S一个,导线若干.则:
现利用以上部分器材,探究“电阻一定时,电流与电压的关系”,要求实验过程中电表的最大示数能超过电表量程的一半,同时又考虑操作的方便.则:
(1)用来探究的定值电阻R应选______,滑动变阻器R′应选______(选填实验器材前的字母代号);电流表的量程应选______.
(2)根据实验要求,在如图所示的虚线框内,正确画出实验所需的电路图.(其中,部分电路已画出)
(3)根据所画的电路图,用笔画线代替导线将实物图连接起来,要求滑动变阻器的滑片P向左移动阻值变小,使之成为符合实验要求的电路.(其中,部分导线已连好)
(4)某小组的同学还想通过此连接好的电路测量所选定值电阻的阻值.如果要比较精确测量所选定值电阻的阻值,要求电表的指针至少达到量程的三分之一,同时又要防止损坏电表,那么滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围是______Ω.
答案:
解:(1)由于电路中电流会很小,所以电流表选择0~0.6A的量程.
因为要求实验过程中电表的最大示数能超过电表量程的一半.
若选择D,当滑动变阻器的阻值为零时,电路中的电流I===0.3A,未超过电流表量程的一半,所以不可以.
如若选择C,当滑动变阻器的阻值为零时,电路中的电流I′===1A,所以可以选择.
由上计算可知,选择最大阻值为10Ω的滑动变阻器便可达到要求,而最大阻值为100Ω太大,不便操作.
(2)根据要求画出电路图,电压表、电流表、滑动变阻器串联,电压表与电阻R并联,电路图如图.
(3)根据电路图连接实物图,如图所示.
(4)电表的指针至少达到量程的三分之一,同时又要防止损坏电表,所以电阻两端的最大电压为3V,最大电流为0.6A,根据二者计算滑动变阻器的最小值;最小电流为0.2A,最小电压为1V,根据二者计算滑动变阻器的最大值.
当电流为0.2A时,电阻两端的电压U=IR=0.2A×3Ω=0.6V
未达到1V,所以应按电压表计算滑动变阻器的最大值.此时电流I1===A
则电路中的总电阻为R总===9Ω
滑动变阻器的最大阻值为R大=9Ω-3Ω=6Ω
当电流为0.6A时,电压表的示数为U′=I′R=0.6A×3Ω=1.8V,未超过电压表的量程.所以此时是滑动变阻器的最小值.
电路中的总电阻为R总′===5Ω
滑动变阻器的最大阻值为R小=5Ω-3Ω=2Ω
因此滑动变阻器的变化范围应为2Ω~6Ω.
故
现要做探究“电阻一定时 电流与电压的关系”的实验.实验中可供使用的器材有:A.电流表(量程0~0.6A 0~3A)B.电压表(量程0~3V 0~15V)C.定值电阻R