Question

13．小明同學想“探究電流跟電阻的關系”，他利用相關器材進行了以下實驗，其中電源電壓為3V且保持不變，滑動變阻器的最大電阻為20Ω，提供的定值電阻分別有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω若干個．
（1）他已經連接了部分電路如圖甲所示，請用筆畫線代替導線將電路圖補充完整．為保證電路安全，連接電路時，開關應斷開．
（2）接著他進行了以下操作：
①先將5Ω電阻接入電路，閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表指針有明顯偏轉，電流表指針幾乎無偏轉，此時無論怎么移動滑片，電壓表和電流表指針偏轉幾乎無變化，則出現(xiàn)此情況的原因是電阻斷路．糾正問題后，調節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為1.5V，記錄電流表示數(shù)；
②將5Ω電阻換成10Ω電阻，閉合開關后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變大（選填“變大”、“變小”、“不變”），接下來應將滑動變阻器的滑片向左（填“左”或“右”）移動，當觀察到電壓表示數(shù)為1.5V時，記錄電流表示數(shù)；
（3）完成實驗后，用記錄的數(shù)據(jù)繪制了如同乙的圖象，根據(jù)該圖象可以得出電流與電阻的關系是：電壓一定時，電流與電阻成反比．
（4）為保證實驗順利進行，允許接入電路的定值電阻的最大值為25Ω．

Answer 1

分析 （1）電壓表應并聯(lián)到電阻的兩端；連接電路時開關應該斷開；
（2）電壓表指針有明顯偏轉說明電壓表兩接線柱與電源正負極之間是通路，怎樣移動滑動變阻器電流表指針幾乎不動說明電路斷路，即電壓表并聯(lián)的部分斷路；在探究電流和電阻的關系時，要保持電阻兩端的電壓不變；
（3）研究電流與電壓電阻的關系時，要用到控制變量法，通過對圖象數(shù)據(jù)的分析可以得出結論；
（4）為完成整個實驗，根據(jù)圖象以及電阻R和滑動變阻器串聯(lián)分壓的特點，來正確分析和計算出滑動變阻器的最小電阻值．

解答 解：（1）電壓表應并聯(lián)到電阻的兩端，如圖：
；
連接電路時開關應該斷開；
（2）①無論怎樣移動滑動變阻器，電流表指針幾乎不動，而電壓表指針有明顯偏轉，則造成這一故障的原因可能是定值電阻R斷路；
②先將5Ω的電阻接入電路調節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2V并記下電流表的示數(shù)，然后他收下5Ω的電阻再將10Ω的電阻接入電路，接下來他應該進行的操作是移動滑片，使電壓表示數(shù)保持1.5V不變；
（3）分析圖象數(shù)據(jù)可知，定值電阻兩端的電壓保持1.5V不變，電阻變?yōu)樵瓉淼膸妆�，通過的電流變?yōu)樵瓉淼膸追种�一，故可得結論：電壓一定，導體中的電流跟導體的電阻成反比；
（4）由題目的要求和圖象可知，電阻R的最大阻值R=25Ω，此時的最小電流I_小=0.06A，那么，此時的總電阻最大值為：
R_大=$\frac{U}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.06A}$=50Ω，
故要求滑動變阻器的最大值不能小于R_大′=R_大-R=50Ω-25Ω=25Ω．
故答案為：（1）如圖；斷開；（2）電阻斷路；變大；左；1.5；（3）電壓一定時，電流與電阻成反比；（4）25．

點評 此題屬于電學方面的綜合題目，考查的知識點比較廣泛，綜合性比較強，對學生的綜合能力要求比較高，屬于中考題目的熱點和焦點．因此，在做這方面的題目時，一定要靜下心來，仔細閱讀，認真審題．