Question

18．在“探究導體的電流跟電阻的關系”實驗中，老師提供的器材有：電源（電壓恒為4.5V），電流表、電壓表和開關各一個，五個定值電阻（10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，50Ω），滑動變阻器（規(guī)格是“20Ω，2A”），導線若干．

（1）圖甲是小明連接的實物電路，圖中有一根導線連接錯誤，請你在連接錯誤的導線上打“×”并補畫出正確的連線．
（2）在連接電路時，要求先將開關斷開．
（3）閉合開關前，滑動變阻器處于d 的位置（選填字母“c”或”d”）．
（4）小明先接入的是10Ω電阻，移動滑片P，使電壓表示數(shù)為3V，并記錄相應的電流值；再改接l5Ω的電阻，此時滑片P應向d（選填“c”或“d”）端移動，這樣移動滑片的目的是：控制電壓表示數(shù)保持3V不變．
（5）為了使實驗能順利進行，可以使用的定值電阻有10Ω、15Ω、20Ω、30Ω．（寫出具體的電阻值，多寫少寫都不給分）
（6）通過實驗獲得數(shù)據(jù)，得到如圖（乙）所示導體的電流I隨電阻R變化的圖象，由圖象可得出結論：電壓一定時，電流與電阻成反比．
（7）當接入l5Ω的電阻時，在讀取電流時，此時滑動變阻器的電阻為7.5Ω．

Answer 1

分析 （1）原電路電壓表和定值電阻被短路；
（2）連接電路時，開關應斷開；
（3）閉合開關前，變阻器滑片置于阻值最大處；
（4）探究導體的電流跟電阻的關系時，應控制不同電阻兩端的電壓保持不變；根據(jù)分壓原理確定滑片移動的方向；
（5）由滑動變阻器的最大阻值為20Ω，根據(jù)串聯(lián)電路特點和分壓原理求出定值電阻的最大值，從而確定實驗允許的電阻值；
（6）根據(jù)圖象分析得出結論；
（7）根據(jù)圖象結合歐姆定律求出定值電阻的大�。�

解答 解：（1）連接電流表負接線柱與定值電阻
右接線柱之間的連線有誤，應改接到電流表負接柱與電壓表“15“接線柱之間，如下圖所示：

（2）連接電路時，為保護電路，開關應斷開；
（3）為保護電路，閉合開關前，滑動變阻器連入電路中的電阻最大，即滑動變阻器處于d 的位置；
（4）當換接較大的電阻時，根據(jù)分壓原理，定值電阻的電壓增大，為保持電壓表示數(shù)為3V不變，應增加變阻器分得的電壓，所以應增大為變阻器連入電路中的阻值大小，即滑片向d端移動；
（5）根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，變阻器應分去的電壓4.5V-3V=1.5V，定值電阻的電壓為變阻器電壓的$\frac{3V}{1.5V}$=2倍，根據(jù)分壓原理，定值電阻的阻值為滑動變阻器阻值的2倍，因變阻器的最大阻值為20Ω，所以定值電阻的阻值最大為2×20Ω=40Ω，可使用的定值電阻為10Ω、15Ω、20Ω、30Ω；
（6）由乙圖可知，U=IR=0.3A×10Ω=0.2A×15Ω=0.1A×30Ω=…=3V，即在電壓一定時，電流與電阻成反比；
（7）由圖乙當知，接入l5Ω的電阻時，此時通過的電流大小為0.2A，因變阻器分得的電壓1.5V，所以變阻器連入電路中的電阻大小R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{1.5V}{0.2A}$=7.5Ω；
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）斷開；   
（3）d；
 （4）d；控制電壓表示數(shù)保持3V不變；
（5）10Ω、15Ω、20Ω、30Ω；
（6）電壓一定時，電流與電阻成反比；
（7）7.5Ω．

點評 本題探究導體的電流跟電阻的關系，考查電路的連接、實驗注意事項、操作過程，器材的選擇、歐姆定律的應用及分析圖象總結結論的能力，涉及知識點多，綜合性強．