Question

17．在學(xué)習(xí)了電阻的相關(guān)知識(shí)后，小明想要探究導(dǎo)體中電流與電阻的關(guān)系，他找來(lái)阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω和25Ω的定值電阻各一個(gè)，并設(shè)計(jì)了如圖所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電源電壓恒為6V．
（1）首先小明選擇的是5Ω的電阻連入電路，在連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)；
（2）連好電路后還應(yīng)檢查電路連接是否正確，圖中小明連接的電路存在一處錯(cuò)誤，請(qǐng)將錯(cuò)誤的連線(xiàn)打“X”，并將正確連線(xiàn)改在圖中：
（3）在將電路改接正確后，小明便開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到A端（選填“A或B”）．閉合開(kāi)關(guān)后，移動(dòng)滑片使電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，小明記錄下此時(shí)電流表的示數(shù)，然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，用10Ω的電阻替換5Ω的，在閉合開(kāi)關(guān)．如果不移動(dòng)滑片，則電壓表示數(shù)會(huì)大于2V（選填“大于”、“等于”或“小于”），接下來(lái)小明應(yīng)向A端（選填“A”或“B”）移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)認(rèn)為2V，然后記錄此時(shí)電流表示數(shù)．
（4）小明按照上述方法，更換不同阻值電阻分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)并記錄下相應(yīng)數(shù)據(jù)如表

定值電阻阻值（Ω）	5	10	20	25
電流表示數(shù)（A）	0.40	0.20	0.10	0.08

分析表中的數(shù)據(jù)你所得到的結(jié)論是：在電壓不變的情況下，電流與電阻成反比．
（5）實(shí)驗(yàn)室有以下規(guī)格的滑動(dòng)變阻器，要完成以上實(shí)驗(yàn)，小明所選用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)是D
A、20Ω0.3A     B、20Ω   0.5A    C、50Ω    0.3A     D、50Ω   0.5A
（6）小花認(rèn)為要得到科學(xué)的結(jié)論，還應(yīng)多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，除定值電阻外，實(shí)驗(yàn)室并沒(méi)有額外的器材，在保證不損壞實(shí)驗(yàn)器材的情況下，以下方案可行的是哪一個(gè)A
A、將電壓表的示數(shù)保持在2.4V不變，依次接入以上4個(gè)電阻，再次記錄不同電阻對(duì)應(yīng)的電流．
B、將電壓表的示數(shù)保持在1.5V不變，依次接入以上4個(gè)電阻，再次記錄不同電阻對(duì)應(yīng)的電流．
C、將電壓表的示數(shù)保持在2V不變，依次接更換阻值為30Ω、40Ω、50Ω的定值電阻，在多測(cè)幾組數(shù)據(jù)．

Answer 1

分析 （1）為了保護(hù)電路，在連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)；
（2）根據(jù)電壓表并聯(lián)在定值電阻的兩端，確定錯(cuò)誤之處；
（3）為保護(hù)電路，在閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處；端滑動(dòng)變阻器和燈泡串聯(lián)在電路中，串聯(lián)電路有分壓作用，且分擔(dān)電壓和其電阻成正比；
（4）分析表格數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（5）由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可以求出定值電阻最大時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，然后選擇滑動(dòng)變阻器．
（6）由于定值電阻及變阻器的最大阻值，確定定值電阻兩端的電壓值．

解答 解：（1）為了保護(hù)電路，在連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；
（2）電壓表并聯(lián)在了定值電阻和滑動(dòng)變阻器的兩端，應(yīng)該將電壓表并聯(lián)在定值電阻的兩端，所以正確的接法如下圖：

（3）為保護(hù)電路，在閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處的A端，滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，當(dāng)用10Ω的定值電阻代替5Ω的定值電阻時(shí)，電路中的總電阻變大，據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變小，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變小，據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，故定值電阻兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)大于2V，為使定值電阻兩端的電壓保持2V不變，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，將滑片向A移動(dòng)．
（4）由表格中數(shù)據(jù)可知，電流和電阻的關(guān)系為：當(dāng)電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；
（5）當(dāng)定值電阻的電阻為25Ω時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V，此時(shí)電路的電流為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2V}{25Ω}$=0.08A，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為6V-2V=4V，
故滑動(dòng)變阻器的電阻為：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.08A}$=50Ω，
電流的最大電流為：I_最大=$\frac{U}{{R}_{最小}}$=$\frac{2V}{5Ω}$=0.4A，故滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為：“50Ω 0.5A”．
（6）AB、當(dāng)定值電阻為25Ω時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器最大阻值為50Ω，
因?yàn)?\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$，
即$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{25Ω}{50Ω}$=$\frac{1}{2}$，即$\frac{{U}_{定值}}{{U}_{總}(cāng)}$=$\frac{1}{1+2}$=$\frac{1}{3}$；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大時(shí)，定值電阻兩端的電壓最小為：$\frac{1}{3}$×6V=2V，故需將定值電阻兩端的電壓控制為等于或高于2V，故A符合要求，B不符合要求；
C、當(dāng)定值電阻為50Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器最大阻值為50Ω，此時(shí)電阻相同，分壓相同，因?yàn)殡娫措妷簽?V，故每一個(gè)電阻分得的電壓為3V，與此時(shí)電壓表的示數(shù)為2V矛盾，所以不符合要求，故C錯(cuò)誤．
故選A．
故答案為：（1）斷開(kāi)；（2）見(jiàn)上圖；（3）A；大于；A；（4）在電壓不變的情況下，電流與電阻成反比；（5）D；（6）A．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了實(shí)物圖的連接、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、數(shù)據(jù)的處理、串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)等，此類(lèi)題是今后中考考查的方向，體現(xiàn)了注重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�、�?dòng)手操作能力和處理問(wèn)題的能力，有一定難度．