Question

15．小明利用如圖甲所示的電路探究電流跟電阻的關(guān)系．已知電源電壓為6V且保持不變，實(shí)驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）請根據(jù)圖甲將如圖乙所示的實(shí)物電路連接完整（導(dǎo)線不允許交叉）．
（2）實(shí)驗中多次改變R的阻值，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)保持不變，記下電流表的示數(shù)，得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖象．
①由圖象可以得出結(jié)論：當(dāng)電壓一定時，電流與電阻成反比．
②上述實(shí)驗中，小明用5Ω的電阻做完實(shí)驗后，接下來的操作是斷開開關(guān)，然后將10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，移動滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V時，讀出電流表的示數(shù)．
（3）為完成整個實(shí)驗，應(yīng)該選取最大阻值不小于35Ω的滑動變阻器．
（4）本實(shí)驗中測量了多組數(shù)據(jù)，愛思考的冬冬想到：在許多實(shí)驗中都需要進(jìn)行多次測量．你認(rèn)為下列實(shí)驗中多次測量的目的與本實(shí)驗相同的是③ （填序號）．
①測量物體的長度                     
②用伏安法測量定值電阻的阻值
③探究重力大小與質(zhì)量的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，要注意正負(fù)接線柱的連接，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（2）①分析圖丙中圖象，曲線上每一點(diǎn)對應(yīng)的電流和電阻的乘積相等，據(jù)此得出結(jié)論；
②斷開開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端時接入電路中的電阻最大，將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，應(yīng)減小滑動變阻器接入電路中的電阻，使電壓表的示數(shù)達(dá)到原來的示數(shù)不變．
（3）根據(jù)串分壓的知識，當(dāng)電阻值為25Ω時，所需的滑動變阻器的阻值最大，根據(jù)圖象確定電路中電流，由R=$\frac{U}{I}$計算出電路中的總電阻，從而計算出滑動變阻器的阻值．
（4）多次測量求平均值的目的：減小誤差；得到廣義的結(jié)論，避免片面性；分析得出某種比例關(guān)系．

解答 解：（1）電壓表的負(fù)接線柱與定值電阻的右接線柱相連，滑動變阻器的任意上方接線柱與定值電阻的右接線柱相連，如下圖所示：

（2）①分析圖丙圖象，曲線上每點(diǎn)對應(yīng)的電流和電阻的乘積都等于2.5V，由此得出結(jié)論：電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；
②斷開開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端時接入電路中的電阻最大，將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，應(yīng)減小滑動變阻器接入電路中的電阻，增大電路中的電流，使電壓的示數(shù)達(dá)到2.5V．
（3）根據(jù)串聯(lián)分壓的知識，當(dāng)電阻R=25Ω時，滑動變阻器的阻值最大，由圖象知，此時電路中的電流為0.1A；
由I=$\frac{U}{R}$得，R_總=$\frac{{U}_{總}}{I}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω；
所以R_滑=R_總-R=60Ω-25Ω=35Ω．
（4）本實(shí)驗多次測量是為了通過分析，得出電流和電阻、電壓的關(guān)系；
①測量物體的長度，多次測量是為了減小誤差；用伏安法測量定值電阻的阻值，多次測量，也是為了減小誤差；
②伏安法測量定值電阻的阻值實(shí)驗中多次測量的目的是求平均值減小誤差．
③探究重力大小與質(zhì)量的關(guān)系和此實(shí)驗是為了從不同情況中找到普遍規(guī)律．故選③．
故答案為：（1）見上圖；
（2）①當(dāng)電壓一定時，電流與電阻成反比．
②斷開開關(guān)；2.5；
（3）35；
（4）③．

點(diǎn)評 此題是探究電流跟電阻的關(guān)系實(shí)驗，需使電阻兩端的電壓不變，考查了對圖象的分析，同時涉及到了串聯(lián)電路電流、電壓的關(guān)系，及歐姆定律的變形應(yīng)用．