Question

6．胡軍利用如圖甲所示的電路探究電流跟電阻的關(guān)系，已知電源電壓為6V且保持不變，實(shí)驗(yàn)用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．
（1）根據(jù)圖甲將圖乙所示的實(shí)物電路連接完整．
（2）實(shí)驗(yàn)中多次改變R的阻值，實(shí)驗(yàn)中將5Ω電阻換成10Ω電阻后，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左邊移動(dòng)（填左/右），移動(dòng)滑片的目的是為了保持電壓為2.5V不變，記下電流表的示數(shù)，得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖象．
（3）由圖象丙可以得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．
（4）為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值不小于35Ω的滑動(dòng)變阻器．
（5）實(shí)驗(yàn)過程中，如果出現(xiàn)了電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)接近6W，電路發(fā)生的故障可能是電阻R處出現(xiàn)了斷路．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，要注意正負(fù)接線柱的連接；
（2）如果將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，運(yùn)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(dòng)變阻器是靠改變接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度來改變阻值大小的；（3）分析圖象可知，電壓一定，電流與電阻成反比；
（4）根據(jù)圖象讀出電路中的最小電流，然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端電壓，并利用歐姆定律的變形公式即可求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（5）電流表示數(shù)為0，說明電路中有斷路，電壓表示數(shù)接近6V，說明電壓表和電源連接的部分電路無斷路．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，如下圖：

（2）根據(jù)圖象丙可知，電阻為5Ω時(shí)的電流為0.5A，根據(jù)歐姆定律可知，電阻兩端的電壓U=IR=0.5A×5Ω=2.5V；
如果將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，電路中的電阻變大，電流變小，因此滑動(dòng)變阻器分壓減小，所以電壓表的示數(shù)會(huì)變大，故需向左端移動(dòng)滑片，增大連入電路中的電阻，增大滑動(dòng)變阻器分擔(dān)的電壓，來減小定值電阻兩端的電壓，保持定值電阻兩端的電壓為2.5V不變；
（3）分析圖象丙可知，在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；
（4）根據(jù)圖象丙可知，電路中的最小電流為0.1A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U_滑=6V-2.5V=3.5V；
由I=$\frac{U}{R}$可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值：R_最大=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.1A}$=35Ω；所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值不小于35Ω．
（5）如果電路中出現(xiàn)電流表的示數(shù)為零，說明在電路中出現(xiàn)了斷路，電壓表有示數(shù)且接近于6V，說明是電壓表所測(cè)電阻R處出現(xiàn)了斷路．
故答案為：（1）如上圖；（2）左；2.5；（3）導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；（4）35；（5）電阻R處出現(xiàn)了斷路．

點(diǎn)評(píng) 本題從實(shí)驗(yàn)的操作、實(shí)物圖的連接、滑動(dòng)變阻器的選擇、歐姆定律的應(yīng)用、電路故障的判斷等方面較為綜合的考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的了解情況，從中加強(qiáng)了學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，是一道不錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)題．