Question

10．在“探究導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)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(guān)各一個(gè)，四個(gè)定值電阻（10Ω、15Ω、20Ω、30Ω），兩個(gè)滑動(dòng)變阻器（規(guī)格分別是“5Ω，2A”、“20Ω，1A”），導(dǎo)線若干．
（1）請(qǐng)用筆畫線表示導(dǎo)線，在圖（甲）中將實(shí)驗(yàn)電路圖連接完整．
（2）在連接電路時(shí)，要求先將開關(guān)斷開、滑動(dòng)變阻器分別處于阻值最大的位置．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在ab間接接入10Ω電阻，移動(dòng)滑P，使電壓表示數(shù)為3V，并記錄相應(yīng)的電流值；再改接l5Ω的電阻，此時(shí)滑片P應(yīng)向c（選填“c”或“d”）端移動(dòng)，這樣移動(dòng)滑片的目的是：使定值電阻兩端的電壓保持3V不變．
（4）本實(shí)驗(yàn)需在ab間先后接入上述四個(gè)定值電阻，為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取規(guī)格為“20Ω，1A”的滑動(dòng)變阻器．
（5）通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲救數(shù)據(jù)，得到如圖（乙）所示導(dǎo)體的電流I隨電阻R變化的圖象，由圖象可得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，電壓表與電阻R并聯(lián)，電阻與滑動(dòng)變阻器、電流表串聯(lián)，然后根據(jù)電流從正接線流入，負(fù)接線柱流出將電流表接入電路中；
（2）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該斷開，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)位于最高阻值處；
（3）當(dāng)將電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻阻值變大，定值電阻分壓變大，滑動(dòng)變阻器分壓變小，為保證電阻兩端電壓不變，應(yīng)向c端移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，使定值電阻兩端電壓保持3V不變；
（4）滑動(dòng)變阻器最大阻值太小，滑動(dòng)變阻器的最大分壓太小，定值電阻不能達(dá)到1.5V，為使實(shí)驗(yàn)?zāi)苷�常進(jìn)行，可以更換最大阻值大的滑動(dòng)變阻器或使定值電阻兩端電壓變大；
（5）用控制變量法進(jìn)行分析，即電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻成正比．

解答 解：（1）①定值電阻與滑動(dòng)變阻器、電流表串聯(lián)接入電路；電壓表與電阻并聯(lián)，電流從“+”接線柱流入，從“-”接線柱流出；如圖所示：

（2）在連接電路時(shí)，要求先將開關(guān)斷開，滑動(dòng)變阻器滑片處于最大阻值處，故選項(xiàng)D符合題意；
（3）定值電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻分壓變大，大于原來(lái)的電壓，為保持定值電阻兩端電壓不變，由電路圖可知，應(yīng)向c端移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，增大滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，增大滑動(dòng)變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓減小到原來(lái)的3V，保持定值電阻兩端電壓一定．
（4）實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)定值電阻是30Ω時(shí)，流過(guò)電路的電流I=$\frac{3V}{30Ω}$=0.1A，
滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4.5V-3V}{0.1A}$=15Ω＞5Ω，
為使實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌�進(jìn)行，可以更換最大阻值較大的滑動(dòng)變阻器，使用規(guī)格為“20Ω；1A”的滑動(dòng)變阻器，使定值電阻兩端的電壓變大，等于3V；
（5）從表中數(shù)據(jù)可以看出，導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比．
故答案為：（1）如上圖（連接ae或電壓表負(fù)接線柱連接e或f均可）；
（2）斷開；阻值最大；
（3）c；使定值電阻兩端的電壓保持3V不變；
（4）“20Ω；1A”
（5）電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接電路圖、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)等問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了控制變量法，解題時(shí)注意該方法的應(yīng)用．第（3）小題是本題的難點(diǎn)，知道實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓不變，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是正確解題的基礎(chǔ)與關(guān)鍵．