某实验小组探究电流与电压和电阻的关系。实验中电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为20Ω。
(1)他们先用5Ω的定值电阻探究电流与电压的关系,实验电路图如图1所示;
① 请根据图1的电路图把图2的实物电路连接完整______;
② 接线完毕后,小丽建议要对电路进行检查后再闭合开关,请你提出其中一项需要检查的内容:______;
③ 检查完毕后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录了5组数据。测第6组数据时,电压表的示数为2.6V,电流表的示数如图3所示。请在图4 的坐标系中描绘出第6组数据对应的点,并根据描出的6个数据点画出定值电阻的I-U图像______;
④ 分析画出的I-U图像可得出结论:在电阻一定时,______;
⑤ 为了使结论具有普遍性,还应进行的操作是:______;
(2)接着他们在原有5Ω定值电阻的基础上,又准备了阻值为10Ω、15Ω、20Ω的三个定值电阻,以探究电压一定时电流与电阻的关系。为了控制电压不变,每次更换定值电阻后需要调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压达到相同的值。这个电压控制在多少合适呢?实验小组的同学分别提出了0.5V、1V和2V三个电压值,为使实验顺利进行,大家进行了分析与讨论,你认为应选这三个电压值中的______V。
(1). 滑动变阻器是否在最大阻值处 电流与电压成正比 更换阻值不同的定值电阻进行多次实验 (2). 2
【解析】(1)滑动变阻器遵循“一上一下”连接原则,并且根据电路图,滑片向左移动,滑变电阻变小,滑变右上已经连接,所以应该连接左下接线柱,导线另一端可以连接到定值电阻右侧,或者电压表3V接线柱上;如下图所示。
电路闭合前要检查滑动变阻器是否在最大阻值处,防止电路中电流过大损坏电路元件。
根据读数,电流为0.52A,图像如下图所示。
根据图像可知,当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
为了具有普遍性,我们应该更换阻值不同的定值电阻,多次实验。
(2)根据串联分压原则,滑动变阻器最大阻值为20Ω,定值电阻最大阻值为20Ω,电源电压为3V,所以,当定值电阻为20Ω时,最小电压为1.5V,故定值电阻只能选择2V的电压保持不变。