小州与小腾利用如图甲所示电路来探究电流与电压、电阻的关系,电源电压恒为 3V。

(1) 在探究电流与电压的关系时,应控制________不变。请你用笔画线代替导线将图乙补充完整,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
答案:电阻;实物作图(滑动变阻器右下接线柱接入)

(2) 在探究电流与电阻的关系时,小州先将滑动变阻器调到最大阻值,再把 5Ω 的定值电阻接入电路,闭合开关,记下此时电压表的示数刚好为 1V,电流表示数为 0.2A,他由此计算出滑动变阻器的最大阻值为________Ω。接着他把定值电阻换成 10Ω,发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为 1V。小腾分析后指出,只需将滑动变阻器接入电路的阻值调________(选填 “大” 或 “小”),使定值电阻两端的控制电压由 1V 调为 2V,重做以上实验即可。
答案:10;小
(3) 小州将定值电阻由 10Ω 换成 30Ω 继续实验,又发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数回到 2V。经过分析,他将滑动变阻器更换为 0~________(选填 “5” 或 “20”)Ω 的滑动变阻器后,可完成探究。
答案:20
答案:(1) 电阻;实物作图(滑动变阻器右下接线柱接入);(2) 10;小;(3) 20
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(1)在探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变。滑动变阻器需接入最大阻值,应接右下接线柱。
(2)当接入 5Ω 电阻时,电压表示数为 1V,电流表示数为 0.2A,滑动变阻器分压:3V−1V=2V。
由欧姆定律得滑动变阻器接入阻值:R=U/I=2V/0.2A=10Ω,滑动变阻器最大阻值为 10Ω。
换用 10Ω 电阻后,若控制电压 1V,滑动变阻器需要 20Ω,超过原有变阻器最大阻值。把定值电阻控制电压改为 2V,滑动变阻器只需要分担 1V,对应电阻 5Ω,所以将滑动变阻器接入阻值调小。
(3)定值电阻为 30Ω,控制电压 2V,滑动变阻器分压 1V,根据串联分压,滑动变阻器需要 15Ω。原变阻器最大只有 10Ω,因此更换为 0~20Ω 的滑动变阻器。