Question

5．小紅想要探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與其電阻的關(guān)系”．已知電源電壓為6V且保持不變，有三種規(guī)格滑動(dòng)變阻器可供選擇：R₁（60Ω，1A），R₂（40Ω，1A），R₃（100Ω，0.3A）．用到的定值電阻R的阻值分剮為25Ω、20Ω、10Ω、5Ω．
（1）請(qǐng)用筆畫(huà)線代替等線將圖甲所示的電路連接完整（要求向左移動(dòng)滑片時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值變大）．
（2）小紅先將5Ω的電阻連入電路，移動(dòng)滑片，電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)的電流值為0.4A．
（3）當(dāng)把電路中5Ω的電阻換成10Ω的電阻時(shí)．應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的滑片向左 （選填“左”或“右”）移動(dòng)，直至電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，將電流表的讀數(shù)記錄在表格中．
（4）再將其它電阻分別接入電路，重復(fù)上述操作，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示，由此所得出的結(jié)論是在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比
（5）此實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器除了可以保護(hù)電路外，還有保持電阻R兩端的電壓不變的作用．為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取滑動(dòng)變阻器R₁ （選填“R₁”、“R₂”或“R₃”）．
（6）另一小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)20Ω的定值電阻壞了．他們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室中有一種小燈泡標(biāo)有“4V，0.2A”，于是用該燈泡替換20Ω的定值電阻，你認(rèn)為這種做法是不可行（選填“可行”或“不可行”）的．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4
定值電阻阻值/Ω	5	10	20	25
電流表示數(shù)/A		0.2	0.1	0.08

Answer 1

分析 （1）將電壓表與電阻并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器、電流表串聯(lián)在電路中，滑動(dòng)變阻器要接一上一下；
（2）根據(jù)乙圖確定量程，讀出電流表的示數(shù)；
（3）根據(jù)串分壓的知識(shí)，換成大電阻后，電阻兩端的電壓將增大，要保持電阻兩端的電壓不變，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值；
（4）分析表格中數(shù)據(jù)，得出電阻不變時(shí)，電流由電壓的正比例關(guān)系；
（5）滑動(dòng)變阻器的作用：保護(hù)電路，保持電阻兩端的電壓不變；
當(dāng)電阻的阻值最大時(shí)，所需變阻器的阻值最大，根據(jù)最后一組數(shù)據(jù)求出變阻器所需的最大阻值；
（6）根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大的特點(diǎn)進(jìn)行分析．

解答 解：（1）將電壓表與電阻并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器、電流表串聯(lián)在電路中，向左移動(dòng)滑片時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值變大，所以滑動(dòng)變阻器的下面應(yīng)接右邊的接線柱，如圖所示：

（2）由圖乙知，電流表的量程為0～0.6A，示數(shù)為0.4A；
（3）當(dāng)把電路中5Ω的電阻換成10Ω的電阻時(shí)．電壓表的示數(shù)變大，要保持電壓表的示數(shù)不變，此時(shí)應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值，將滑片向左滑動(dòng)；
由（2）知，電壓表的示數(shù)應(yīng)為U=IR=0.4A×5Ω=2V；
（4）由表格中數(shù)據(jù)知，電流與電阻的乘積為定值，可得在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（5）在此實(shí)驗(yàn)中，變阻器的基本作用是保護(hù)電路；
主要作用是保持電阻兩端的電壓不變；
當(dāng)電阻為25Ω時(shí)，所需變阻器的阻值最大，此時(shí)變阻器兩端的電壓U_滑=6V-2V=4V；
滑動(dòng)變阻器的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.08A}$=50Ω，所以應(yīng)用R₁；
（6）由于燈絲電阻隨溫度的升高而增大，所以實(shí)驗(yàn)中不可用燈泡代替定值電阻．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）0.4；（3）左；（4）在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（5）保持電阻R兩端的電壓不變；R₁；（6）不可行．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，主要涉及到了對(duì)實(shí)驗(yàn)電路的連接、變阻器的作用、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、燈絲電阻與溫度的關(guān)系，有關(guān)變阻器的應(yīng)用及其選擇，要利用好歐姆定律，考查全面，重點(diǎn)．