5. 如图所示电路图中,电源电压$ U = 4.5 V $且保持不变,电阻$ R_{1} = 10 \Omega $,滑动变阻器$ R_{2} $的铭牌上标有“$ 20 \Omega 1 A $”的字样,电流表的量程为$ 0 \sim 0.6 A $,两个电压表的量程均为$ 0 \sim 3 V $,在保证电路安全的条件下,滑动变阻器$ R_{2} $阻值变化的范围是

5~20
$ \Omega $。答案
$5\sim20$
解析
首先,分析电路的连接方式,$R_1$和$R_2$是串联,电压表$V_1$测量$R_1$两端电压,$V_2$测量$R_2$两端电压,电流表测量电路中的电流。
1.确定电流的限制:
电流表的量程为$0\sim0.6 A$,滑动变阻器允许通过的最大电流为$1 A$,为保证电路安全,电路中的最大电流$I_{ max}=0.6 A$(受电流表量程限制,但此电流下电压表$V_1$会超量程,需进一步分析电压)。
根据$I = \frac{U}{R}$,当$I = 0.3 A$时(由后续电压分析得出安全电流),$R_1$两端电压$U_1=IR_1 = 0.3×10 = 3 V$,刚好达到电压表$V_1$量程上限。
当电流再增大,$U_1$会超过$3 V$,所以最大安全电流$I_{ max} = 0.3 A$。
由$I = \frac{U}{R_{总}}$,此时总电阻$R_{总}=\frac{U}{I_{ max}}=\frac{4.5}{0.3}=15\Omega$。
根据串联电阻特点$R_{总}=R_1 + R_{2 min}$,可得$R_{2 min}=R_{总}-R_1 = 15 - 10 = 5\Omega$。
2.确定电压对$R_2$的限制:
电压表$V_2$量程为$0\sim3 V$,当$U_2 = 3 V$时,$U_1=U - U_2 = 4.5 - 3 = 1.5 V$。
根据$I=\frac{U_1}{R_1}=\frac{1.5}{10}=0.15 A$。
再根据$R=\frac{U}{I}$,此时$R_{2 max}=\frac{U_2}{I}=\frac{3}{0.15}=20\Omega$。
所以滑动变阻器$R_2$阻值变化的范围是$5\Omega\sim20\Omega$。
1.确定电流的限制:
电流表的量程为$0\sim0.6 A$,滑动变阻器允许通过的最大电流为$1 A$,为保证电路安全,电路中的最大电流$I_{ max}=0.6 A$(受电流表量程限制,但此电流下电压表$V_1$会超量程,需进一步分析电压)。
根据$I = \frac{U}{R}$,当$I = 0.3 A$时(由后续电压分析得出安全电流),$R_1$两端电压$U_1=IR_1 = 0.3×10 = 3 V$,刚好达到电压表$V_1$量程上限。
当电流再增大,$U_1$会超过$3 V$,所以最大安全电流$I_{ max} = 0.3 A$。
由$I = \frac{U}{R_{总}}$,此时总电阻$R_{总}=\frac{U}{I_{ max}}=\frac{4.5}{0.3}=15\Omega$。
根据串联电阻特点$R_{总}=R_1 + R_{2 min}$,可得$R_{2 min}=R_{总}-R_1 = 15 - 10 = 5\Omega$。
2.确定电压对$R_2$的限制:
电压表$V_2$量程为$0\sim3 V$,当$U_2 = 3 V$时,$U_1=U - U_2 = 4.5 - 3 = 1.5 V$。
根据$I=\frac{U_1}{R_1}=\frac{1.5}{10}=0.15 A$。
再根据$R=\frac{U}{I}$,此时$R_{2 max}=\frac{U_2}{I}=\frac{3}{0.15}=20\Omega$。
所以滑动变阻器$R_2$阻值变化的范围是$5\Omega\sim20\Omega$。
6. 在探究电流与电压的关系分组实验中,所用电源电压为$ 3 V $,定值电阻$ R 的阻值为 5 \Omega $,滑动变阻器的规格为“$ 20 \Omega 1 A $”,各仪器均完好。


(1) 用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。要求:滑动变阻器滑片$ P $向右移动时电阻变大,导线不交叉。
(2) 闭合开关前,发现电流表指针如图乙所示,接下来正确的操作是______________。
(3) 闭合开关进行实验,移动滑片$ P $到某一位置,电压表的示数如图丙所示,示数为______________$ V $。
(4) 一小组展示实验数据如表所示,其他小组发现有一组实验数据是错误的,是第______________组实验数据,依据是______________。
(5) 分析表格中有效实验数据,初步得出:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______________。
(1) 用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。要求:滑动变阻器滑片$ P $向右移动时电阻变大,导线不交叉。
(电路连接图:从电源正极出发,经开关后连接滑动变阻器左下接线柱,滑动变阻器右上接线柱连接定值电阻R一端,R另一端连接电流表“0.6A”接线柱,电流表“-”接线柱连接电源负极;电压表“3V”接线柱连接R靠近电源正极一端,“-”接线柱连接R另一端,导线不交叉)
(2) 闭合开关前,发现电流表指针如图乙所示,接下来正确的操作是______________。
调节电流表调零旋钮使指针指在零刻度线
(3) 闭合开关进行实验,移动滑片$ P $到某一位置,电压表的示数如图丙所示,示数为______________$ V $。
1.5
(4) 一小组展示实验数据如表所示,其他小组发现有一组实验数据是错误的,是第______________组实验数据,依据是______________。
1;当定值电阻两端电压为0.5V时,滑动变阻器需分担2.5V电压,此时电路电流为0.1A,滑动变阻器接入电阻应为25Ω,超出其最大阻值20Ω
(5) 分析表格中有效实验数据,初步得出:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______________。
正比
答案
(1)
(2) 调节电流表调零旋钮使指针指在零刻度线
(3) 1.5
(4) 1;当定值电阻两端电压为0.5V时,滑动变阻器需分担2.5V电压,此时电路电流为0.1A,滑动变阻器接入电阻应为25Ω,超出其最大阻值20Ω
(5) 正比
7. 小余和小姚在做电学实验。
| 实验次数 | 电压$ U / V $ | 电流$ I / A $ | 电阻$ R / \Omega $ |
| 1 | $ 2.5 $ | $ 0.08 $ | $ 31.3 $ |
| 2 | $ 2.0 $ | $ 0.10 $ | $ 20 $ |
| 3 | $ 1.5 $ | $ 0.14 $ | $ 10.7 $ |
| 4 | $ 1.0 $ | $ 0.18 $ | $ 5.6 $ |


(1) 小余根据图甲的电路图连接了电路,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为$ 2.6 V $时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为
(2) 小余将小灯泡换成了$ 5 \Omega $的定值电阻,闭合开关后数次改变滑片位置,记录每次电压表和电流表的示数。据此推测,小余是在探究
(3) 表格中是小姚所测得的数据,据表中数据判断,小姚所连接的实验电路图是
A
B
C
D

| 实验次数 | 电压$ U / V $ | 电流$ I / A $ | 电阻$ R / \Omega $ |
| 1 | $ 2.5 $ | $ 0.08 $ | $ 31.3 $ |
| 2 | $ 2.0 $ | $ 0.10 $ | $ 20 $ |
| 3 | $ 1.5 $ | $ 0.14 $ | $ 10.7 $ |
| 4 | $ 1.0 $ | $ 0.18 $ | $ 5.6 $ |
(1) 小余根据图甲的电路图连接了电路,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为$ 2.6 V $时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为
9.3
$ \Omega $。(2) 小余将小灯泡换成了$ 5 \Omega $的定值电阻,闭合开关后数次改变滑片位置,记录每次电压表和电流表的示数。据此推测,小余是在探究
通过导体的电流与导体两端电压
的关系。(3) 表格中是小姚所测得的数据,据表中数据判断,小姚所连接的实验电路图是
D
(填字母)。A
B
C
D
答案
(1)9.3
(2)通过导体的电流与导体两端电压
(3)D
(2)通过导体的电流与导体两端电压
(3)D
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