Question

小明同學用如圖所示的電路來驗證“電流與電阻的關系”，所用器材有：電壓恒為3V的電源，阻值為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻各一只，“30Ω 1A”的滑動變阻器一只，學生用電流表、電壓表各一只，開關和導線若干．
（1）實驗過程中他控制定值電阻R₂兩端的電壓恒為1V．發現不能按要求完成實驗，請通過計算說明滑動變阻器的最大阻值至少為________Ω．
（2）若實驗器材不能更換．但仍要完成本實驗，可以________．

Answer 1

解：
（1）當阻值為20Ω的定值電阻與滑動變阻器串聯在3V電源時，定值電阻兩端電壓為1V，滑動變阻器兩端電壓為3V-1V=2V．所以滑動變阻器的最小阻值為2×20Ω=40Ω．
故答案為：40．
（2）當阻值為20Ω的定值電阻與最大阻值為30Ω的滑動變阻器串聯在3V電源時，定值電阻兩端電壓為×3V=1.2V．也就是說，只要定值電阻兩端電壓不小于1.2V（不大于3V），利用現有器材就能完成本實驗．
故答案為：將定值電阻R₂兩端的電壓控制得大一些．
分析：探究電流與電阻的關系，需要保持電阻兩端電壓一定．
（1）串聯電路用電器兩端電壓與其阻值成正比，接入電路的定值電阻最大時，兩端電壓最大．
（2）電源電壓一定，由上一步知定值電阻兩端電壓較小時，需要滑動變阻器兩端電壓較高，也就是接入電路的電阻較大．如果提高定值電阻兩端電壓，則滑動變阻器分擔的電壓就會降低，接入電路的電阻會減小．
點評：本題考查了探究“電流與電阻的關系”的實驗，涉及了歐姆定律和串聯電路特點的應用，綜合性強，有一定的難度．