Question

10．小東想探究“通過導(dǎo)體的電流與電阻”的關(guān)系
（1）請(qǐng)你在下面設(shè)計(jì)的電路圖內(nèi)填上相應(yīng)的元件符號(hào)．
（2）已知電源電壓恒為4.5伏，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Ω1A”，選擇的定值電阻的阻值為5Ω、10Ω、15Ω和20Ω．
他的操作：電路連接正確后，先用5Ω的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.4A；再將5Ω換成10Ω進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，移動(dòng)滑片直至電壓表的示數(shù)保持不變，并記錄電流表的示數(shù)．
①如表是不完整的實(shí)驗(yàn)表格，請(qǐng)按實(shí)驗(yàn)要求和和上面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)將表格補(bǔ)充完整．

實(shí)驗(yàn)條件：
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 物理量	1	2	3	4

②小東還想多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，老師告訴他不能選用25Ω的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)計(jì)算說明不能的理由．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流表是串聯(lián)使用、電壓表是并聯(lián)使用分析電表的位置；
（2）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知需要改變的物理量是電阻，需要測(cè)量的物理量是電流，據(jù)此設(shè)計(jì)表格；②根據(jù)串聯(lián)分壓和歐姆定律進(jìn)行分析解答．

解答 答：（1）要探究“通過導(dǎo)體的電流與電阻”的關(guān)系，需要知道電阻兩端電壓和通過電阻的電流，所以電壓表與電阻并聯(lián)，電流表與電阻串聯(lián)．電路圖如下：

（2）①由題意可知，電阻兩端的電壓為U=IR=0.4A×5Ω=2V，則在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)保持電阻兩端的電壓為2V不變，改變電阻值，測(cè)量出對(duì)應(yīng)的電流值，所以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格如下：

實(shí)驗(yàn)條件：保持R兩端電壓2V不變
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 物理量	1	2	3	4
電阻/Ω	5	10
電流/A	0.4

②當(dāng)選用25Ω的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)可知，$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$，則$\frac{2V}{4.5V-2V}$=$\frac{25Ω}{{R}_{滑}}$，解得R_滑=25Ω＞20Ω，由于滑動(dòng)變阻器的最大阻值偏小，故不能選用25Ω的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查控制變量法的正確使用，知道探究通過導(dǎo)體的電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，要保持電阻兩端的電壓不變，改變其阻值，測(cè)出電流的數(shù)值進(jìn)行分析．同時(shí)考查學(xué)生對(duì)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)和滑動(dòng)變阻器的使用．