Question

【題目】如圖甲是小明探究“電流一定時，電壓與電阻關系”的實驗電路圖．已知電源電壓U=15V，滑動變阻器上標有“20Ω 3A”（實際最大阻值略小于20Ω），實驗中所用的四個定值電阻分別為5Ω，10Ω，15Ω，20Ω．
（1）電流表的量程應選A．
（2）小明實驗時嘗試在ab間接入5Ω、10Ω、15Ω或20Ω電阻，并調節滑動變阻器，使電路中的電流控制在圖乙所示的數值不變．但他發現當ab間接Ω電阻時，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，都不能得到實驗所要求的數據．
（3）為了使這四個電阻都能為實驗所用，電路中電流應改成控制在A最合理．

Answer 1

【答案】
（1）0～3
（2）20
（3）0.70
【解析】解：（1）當定值電阻為5Ω，且滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大， 根據歐姆定律可得，電路中的最大電流I= = =3A，所以電流表的量程為0～3A；（2）由圖乙可知，電流表的分度值為0.1A，示數為0.8A，
當電流表的示數為0.8A時，電路中的總電阻R= = =18.75Ω＜20Ω，
所以，當ab間接20Ω電阻時，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，都不能得到實驗所要求的數據；（3）當定值電阻為20Ω時，電路中的最大電流Imax= = =0.75A，
當定值電阻為5Ω時，電路中的最小電流Imin= = =0.6A，
因滑動變阻器的實際最大阻值略小于20Ω，且電流表的分度值為0.1A，
所以，為了使這四個電阻都能為實驗所用，電路中電流應控制在0.70A最合理．
故答案為：（1）0～3；（2）20；（3）0.70．
（1）根據歐姆定律求出電路中的最大電流確定電流表的量程；（2）根據電流表的量程和分度值讀出示數，利用歐姆定律求出電壓表的示數，根據歐姆定律求出電路中的總電阻，然后判斷不符合實驗要求的電阻；（3）當定值電阻為20Ω時，根據歐姆定律求出電路中的最大電流，當定值電阻的阻值為5Ω時，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的最小電流，然后結合電流表的分度值確定電路中控制的最合理電流．