小明同学想用图甲所示的电路来验证“电流与电阻的关系”,他选择的器材有:电压恒为3V的电源,阻值为5Ω、10Ω,、20Ω的定值电阻各一只,“15ΩlA“的滑动变阻器一

发布时间:2020-08-06 23:32:02

小明同学想用图甲所示的电路来验证“电流与电阻的关系”,他选择的器材有:电压恒为3V的电源,阻值为5Ω、10Ω,、20Ω的定值电阻各一只,“15Ω lA“的滑动变阻器一只,学生用电流表、电压表各一只,开关和导线若于.他设想进行如下操作:
(1)实验过程中他通过调节滑动变阻器来控制定值电阻两端的电压恒为1.5V.
A.先将R用5Ω的电阻接入电路中进行实验,读取与该电阻对应的电流值;
B.再用10Ω的电阻替换5Ω的电阻接人电路中进行实验,读取与该电阻对应的电流值;
C.最后他用20Ω的电阻替换10Ω的电阻接入电路中进行实验,读取与该电阻对应的电流值;
和小明同组的小红同学经过分析和估算发现,这是无法完成的实验设计,问:(a)小明此设计的主要问题出在哪里?
问题是:______.
(b)小红提出:要改进小明的设计,只要更换掉一个不合适的器材就可以使上述问题得以解决,并指出所需器材是下列器材中的一个:30Ω的定值电阻、4.5V的电源、“50Ω lA“的滑动变阻器、单刀双掷开关
小红要更换的器材是:其他设计不变,只要将小明所选的______器材换为______.
(2)根据题意,请你选择合适的电表量程,并帮助小明按照电路图用笔画线代替导线完成右边实物图(图乙)的连接.

网友回答

解:(1)串联电路电阻起分担电压的作用,相等的电阻分担的电压相等,电源的电压是3V,当阻值为5Ω、10Ω的定值电阻接入电路,通过移动滑动变阻器的滑片,都能和滑动变阻器分担一半的电压1.5V,当20Ω的定值电阻接入时,滑动变阻器的最大阻值的15Ω,20Ω的定值电阻两端的电压最小是20Ω×,不能达到1.5V,要保持1.5V,滑动变阻器的电阻至少是20Ω.
(2)如果定值电阻换成30Ω,定值电阻的电压更大,比1.7V还大,不能完成实验,不符合题意.
(3)电源电压换成4.5V时,20Ω的定值电阻两端的电压最小是20Ω×,不能达到1.5V.不符合题意.
(4)当20Ω的定值电阻接入时,要使定值电阻两端的电压达到1.5V,滑动变阻器的电阻至少是20Ω.电路中当定值电阻为5Ω,当滑动变阻器的阻值为0,最大电流是I=.“50Ω lA”的滑动变阻器符合题意.
(5)单刀双掷开关不能改变电压,不符合题意.
(6)电源电压是3V,电压表的量程是0-3V,电路中最大电流是0.6A,电流表的量程是0-0.6A.
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