Question

19．小明利用如圖甲所示的電路探究電流跟電阻的關系．已知電源電壓為6V且保持不變，滑動變阻器上標有“1A30Ω”字樣，定值電阻分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）請根據圖甲將圖乙所示的實物電路連接完整（導線不允許交叉）．
（2）實驗中，小明同學多次改變定值電阻R的阻值，并調節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數保持不變，記下電流表的示數，得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖象．由圖象可以得出結論：電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．
（3）上述實驗中，小明用5Ω的電阻做完實驗后，接下來的操作是斷開開關，然后用10Ω的電阻替換5Ω的電阻接入電路，閉合開關，應向左（“右”或“左”）移動滑片，使電壓表示數為2.5V時，讀出電流表的示數．
（4）實驗中，當小明將25Ω的電阻接入電路后，發(fā)現無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，都無法使電壓表回到原來的電壓值，這是因為B．（填選項序號）
A、所選滑動變阻器的最大阻值過大             
B、所選滑動變阻器的最大阻值過小
C、實驗中設定定值電阻兩端的電壓值過小．

Answer 1

分析 （1）對照電路圖連接實物圖，各元件順序一一對應；
（2）分原圖丙圖象得出結論；
（3）探究電流跟電阻的關系，應保持電壓不變，根據串聯電路電壓的規(guī)律和分壓原理確定滑片移動的方向；
（4）根據串聯電路電壓的規(guī)律和分壓原理，求出變阻器連入電路中的阻值大小，并與題中變阻器的最大阻值作比較．

解答 解：（1）變阻器接線柱按一下一上的原則與定值電阻串聯接入電路中，電壓表并聯在定值電阻的兩端，如下圖所示；

（2）由圖丙，根據歐姆定律，電壓表示數U=IR=0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=0.1A×25Ω=…2.5V，所以得出的結論是：在電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；
（3）因在第1次操作中，電壓表示數為2.5V，用10Ω的電阻替換5Ω的電阻接入電路，根據分壓原理，定值電阻的電壓變大，為保持電壓表示數不變，應減小定值電阻的電壓，增大變阻器分得的電壓，根據分壓原理，應增大變阻器連入電路中的電阻大小，即滑片向左移動，直到電壓表示數為2.5V；
（4）因電壓表示數為2.5V，根據串聯電路電壓的特點，變阻器分得的電壓為6V-2.5V=3.5V，變阻器分得電壓是電阻電壓的$\frac{3.5V}{2.5V}$=1.4，當小明將25Ω的電阻接入電路后，為保持電壓不變，根據分壓原理，變阻器連入電路中的阻值為1.4×25Ω=35Ω，而題中變阻器的最大阻值為30Ω，所以，即滑動變阻器連入電路 中的電阻最大，也不能使電壓表示數為2.5V，答案選B；
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）通過導體的電流與導體的電阻成反比；
（3）左；2.5；
（4）B．

點評 本題探究電流跟電阻的關系，考查電路的連接、根據圖象歸結總結結論、操作過程、控制變量法、對實驗器材的要求等知識，屬于是中等難度的題目．