Question

15．小明利用如圖（甲）所示的電路探究電流跟電阻的關系．已知電源電壓為6V且保持不變；實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）由電路圖甲連接實物圖乙（導線不允許交叉）．
（2）實驗中多次改變R的阻值，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓（選填“電壓”或“電流”）表示數(shù)保持不變，記下數(shù)據(jù)，得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖象．
①由圖象可以得出結論：電壓一定時，電壓一定時，導體中的電流與電阻成反比．
②上述實驗中，小明用5Ω的電阻做完實驗后，接下來將10Ω的電阻接入電路，閉合開關，電壓表的示數(shù)將會變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）；此時應該向左（選填“左”或“右”）移動滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V，然后記錄電流表的值．
（3）由題中所給器材判斷，為了完成整個實驗，應該選取最大阻值不小于35Ω的滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，要注意正負接線柱的連接，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（2）導體中的電流與電壓和電阻有關，研究電流與電阻的關系需要保持電阻兩端的電壓不變；
①分析圖丙中圖象，曲線上每一點對應的電流和電阻的乘積相等，據(jù)此得出結論；
②斷開開關，將滑動變阻器的滑片移到最左端時接入電路中的電阻最大，將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，應減小滑動變阻器接入電路中的電阻，使電壓表的示數(shù)達到原來的示數(shù)不變；
（3）根據(jù)串聯(lián)分壓的知識，當電阻值為25Ω時，所需的滑動變阻器連入的阻值最大，根據(jù)圖象確定電路中電流，利用歐姆定律計算出電路中的總電阻，從而計算出滑動變阻器的阻值．

解答 解：
（1）電壓表要測量定值電阻兩端的電壓，其負接線柱與定值電阻的右接線柱相連，滑動變阻器的任意上方接線柱與定值電阻的右接線柱相連，如圖所示：

（2）研究電流與電阻的關系，需要保持電阻兩端的電壓不變，所以多次改變R的阻值，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變；
①分析圖丙圖象，曲線上每點對應的電流和電阻的乘積都等于2.5V，由此得出結論：電壓一定時，導體中的電流與電阻成反比；
②斷開開關，將滑動變阻器的滑片移到最左端時接入電路中的電阻最大，將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，分壓變大，電壓表的示數(shù)不安大；為控制變量，此時應增大滑動變阻器接入電路中的電阻，即向左移動滑片，減小電路中的電流，使電阻兩端的電壓減小，使電壓表的示數(shù)達到2.5V．
（3）根據(jù)串聯(lián)分壓的知識，當電阻R=25Ω時，滑動變阻器連入的阻值最大，由圖象知，此時電路中的電流為0.1A；
由歐姆定律得，R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω；
所以R_滑=R_總-R=60Ω-25Ω=35Ω．
應該選取最大阻值不小于35Ω的滑動變阻器．
故答案為：
（1）如圖所示；
（2）電壓；
①通過導體的電流與導體的電阻成反比； ②變大；左；2.5；
（3）35．

點評 此題是探究電流跟電阻的關系實驗，需使電阻兩端的電壓不變，考查了對圖象的分析，同時涉及到了串聯(lián)電路電流、電壓的關系，及歐姆定律的變形應用．