Question

17．某實驗小組利用如圖甲所示的電路探究電流跟電阻的關(guān)系．實驗用到三只阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻，蓄電池（電壓為6V且保持不變）、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干．
（1）請將圖甲的實物電路連接完整（導(dǎo)線不允許交叉），要求滑片向右移動時電流表變大，并在方框內(nèi)畫出對應(yīng)的電路．
（2）實驗中將5Ω電阻換成10Ω電阻后，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向A端移動（填“A”或“B”），移動滑片的目的是保持電阻兩端的電壓不變．正確操作后，記下電流表的示數(shù)．再更換20Ω電阻做實驗時發(fā)現(xiàn)，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，都不能使電壓表的示數(shù)保持不變，這是因為滑動變阻器的阻值太小，同組同學(xué)解決了問題后得到電流I隨電阻R變化的圖象如圖乙所示，由圖象可得出的結(jié)論是：保持定值電阻兩端的電壓不變；在電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．試驗中控制不變得電壓是2V
（3）另一該實驗小組同學(xué)還想探究電流與電壓的關(guān)系，實驗中應(yīng)該控制電阻不變．

Answer 1

分析 （1）圖甲中還未連入的元件有電壓表和滑動變阻器，電壓表應(yīng)并聯(lián)到定值電阻兩端，滑動變阻器按照“一上一下”連入電路．滑片向右移動，電流表示數(shù)變大，則滑動變阻器的阻值應(yīng)變小；
（2）如果將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，運用控制變量法可知，研究電流與電阻的關(guān)系，需控制電壓為定值；滑動變阻器是靠改變接入電路中電阻絲的長度來改變阻值大小的；分析圖象可知，電壓一定，電流與電阻成反比；
根據(jù)任意一組對應(yīng)的電流和電阻值，由U=IR計算出電阻兩端的電壓；
（3）運用控制變量法分析可知，要探究電流與電壓的關(guān)系，必須控制電阻為定值不變．

解答 解：（1）滑片向右移動時，電流表示數(shù)變大，則變阻器阻值變小，所以下面應(yīng)接右邊的接線柱，實物圖連接如下：

對應(yīng)的電路圖為：

（2）如果將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，電路中的電阻變大，根據(jù)串分壓的知識可知電壓表的示數(shù)會變大，此時應(yīng)增大滑動變阻器的阻值，將滑片向A端滑動，保持定值電阻兩端的電壓不變；若滑動變阻器的阻值太小，則無法使電阻兩端的電壓減小到原來的值；
分析圖象可知，在電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；
由圖乙知，當(dāng)R=10Ω時，I=0.2A，所以電阻兩端的電壓：
U=IR=0.2A×10Ω=2V；
（3）探究電流與電壓的關(guān)系時，需要保證電阻阻值不變．在阻值一定時，研究電流與電壓的關(guān)系．
故答案為：（1）實物圖及電路圖如上圖所示；
（2）A；保持定值電阻兩端的電壓不變；在電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；阻值太�。槐３蛛娮鑳啥说碾妷翰蛔�；2V；
（3）電阻．

點評 本題考查控制變量法的正確使用，可知探究“在電阻兩端電壓保持不變時，通過電阻的電流與該電阻的阻值成反比”的條件是：保持電阻兩端電壓不變；改變電阻的阻值是去測通過它的電流．