Question

3．現(xiàn)有下列器材：蓄電池（6V）、電流表（0～0.6A，0～3A）、電壓表（0～3V，0～15V）、定值電阻（若干）、開關(guān)、滑動變阻器和導(dǎo)線，要利用這些器材探究“電流與電阻的關(guān)系”，要求：

（1）請根據(jù)圖甲將圖乙中未完成的電路連接起來．
（2）實驗中多次換用不同阻值的定值電阻，并調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變，讀出對應(yīng)于不同阻值的電流表示數(shù)，并記于表格中，①請你利用表格中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上畫出導(dǎo)體中的電流隨電阻變化的圖象．②根據(jù)實驗?zāi)康姆治鰣D象可得出結(jié)論：導(dǎo)體兩端電壓相等時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6
電阻R/Ω	5	10	15	20	25	30
電流I/A	0.6	0.3	0.2	0.15	0.12	0.1

（3）在做完第一次實驗后，接下來的操作是：斷開開關(guān)，將5Ω的定值電阻更換為10Ω的定值電阻，再將滑動變阻器的滑片滑到A端（選填“A”或“B”），然后閉合開關(guān)，移動滑片，同時眼睛盯住電壓表才可能達(dá)到這個目的．使電壓表示數(shù)為3V時，讀出電流表的示數(shù)．
（4）為完成整個實驗，應(yīng)該選取哪種規(guī)格的滑動變阻器A
A．50Ω1.0A   B．30Ω0.5A   C．20Ω1.0A    D．20Ω0.5A．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中電壓的值確定電壓表量程，將變阻器滑片以右電阻絲連入電路中，根據(jù)電路圖連接實物電路圖．
（2）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描出對應(yīng)的點，然后用平滑的曲線把各點連接起來，作出I-R圖象．根據(jù)圖象結(jié)合歐姆定律得出結(jié)論；
（3）為保護(hù)電路，換上較大的電阻后，應(yīng)將滑片移動變阻器阻值最大的位置；
探究電流與電阻關(guān)系實驗，應(yīng)保持電阻兩端電壓不變，據(jù)此分析回答；
（4）由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合歐姆定律求電路電流最小時滑動變阻器接入電路的阻值，然后選擇滑動變阻器規(guī)格．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)，電壓不超過3V，電壓表選用小量程與電阻并聯(lián)，變阻器按一上一下的原則接入電路中，根據(jù)電路圖連接實物電路圖，如下圖左圖所示．

（2）應(yīng)用描點法作圖，根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，先在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點，然后用平滑的曲線連接起來，如上圖右圖所示．由圖象可知，根據(jù)歐姆定律，電阻的電壓U′=I′R′=0.6A×5Ω=…=0.1A×30Ω=3V，電阻與對應(yīng)的電流之積為一定值，即導(dǎo)體兩端電壓相等時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（3）將5Ω的定值電阻更換為10Ω的定值電阻，為保護(hù)電路，應(yīng)將滑片移動變阻器阻值最大的位置，即將滑動變阻器的滑片滑到A端；
探究電流與電阻關(guān)系實驗，應(yīng)保持電阻兩端電壓為3V不變，閉合開關(guān)，移動滑片，同時眼睛盯住電壓表才可能達(dá)到這個目的；
探究電流與電阻關(guān)系實驗，應(yīng)保持電阻兩端電壓為3V不變，讀出電流表的示數(shù)；
（4）由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_R=6V-3V=3V，測最后一組實驗數(shù)據(jù)時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{3V}{0.1A}$=30Ω，
實驗過程中電路最大電流為0.6A，因此滑動變阻器應(yīng)選A．
故答案為：
（1）如上圖左圖所示；
（2）①如上圖右圖所示；②導(dǎo)體兩端電壓相等時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（3）A；電壓表；3；
（4）A．

點評 本題電流與電阻的關(guān)系，考查了連接實物電路圖、作I-R圖象、操作過程、選擇實驗器材及控制變量法的運用等和應(yīng)處理實驗數(shù)據(jù)歸納結(jié)論的能力，為中考的熱點問題．