Question

2．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(yàn)用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該滑到最左端（選填“最左端”或“最右端”）．
（2）請(qǐng)根據(jù)圖甲將圖乙所示的實(shí)物電路連接完整（導(dǎo)線不允許交叉）．
（3）實(shí)驗(yàn)中多次改變R的阻值，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(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：電壓一定時(shí)，電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．
②上述實(shí)驗(yàn)中，小明用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，取下5Ω的電阻，然后將10Ω的電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，接下來(lái)他應(yīng)該進(jìn)行的操作是：向左移動(dòng)滑片（選填“左”或“右”），使電壓表示數(shù)為2.5 V時(shí)，讀出電流表的示數(shù)．
（4）小明連接完電路后閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)接近電源電壓，反復(fù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表示數(shù)基本不變．發(fā)生故障的原因可能是滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱，或者小燈泡斷路．
（5）為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值不小于35Ω的滑動(dòng)變阻器．
（6）小紅試圖將定值電阻換成小燈泡來(lái)探究電流與電壓的關(guān)系，你認(rèn)為他的實(shí)驗(yàn)方案可行嗎？不可行（選填“可行”或“不可行”），你的理由是燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

Answer 1

分析 （1）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該滑到最大值處；
（2）本實(shí)驗(yàn)中電壓測(cè)定值電阻兩端電壓，由此補(bǔ)充電路連接；
（3）①分析圖丙中圖象，曲線上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流和電阻的乘積相等，據(jù)此得出結(jié)論；
②將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，使電壓表的示數(shù)達(dá)到原來(lái)的示數(shù)不變；
（4）根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（5）根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算當(dāng)變阻器連入阻值最大時(shí)，變阻器連入的阻值也最大，由此分析解答；
（6）知道燈絲的電阻受溫度的影響，要探究電流與電壓的關(guān)系，需保持電阻不變．

解答 解：
（1）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；閉合開(kāi)關(guān)前，由圖滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該滑到最大值最左端；
（2）探究電流跟電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，電壓測(cè)定值電阻兩端電壓，所以應(yīng)與R并聯(lián)，由此連接實(shí)物圖，如圖所示：
；
（3）①分析圖丙圖象，曲線上每點(diǎn)對(duì)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(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；
②將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，即滑片左滑，減小電路中的電流，使電壓的示數(shù)達(dá)到2.5V；
（4）如果滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱，或者燈泡斷路，閉合開(kāi)關(guān)，電壓表壓表的示數(shù)接近電源電壓，反復(fù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表的示數(shù)基本不變；
（5）探究電流跟電阻時(shí)，要保持R兩端電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，當(dāng)R=25Ω時(shí)，變阻器連入阻值最大，
所以R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{R}}{\frac{{U}_{R}}{R}}$=$\frac{6V-2.5V}{\frac{2.5V}{25Ω}}$=35Ω，
為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值不小于25Ω的滑動(dòng)變阻器；
（6）由于燈絲的電阻受溫度的影響，要探究電流與電壓的關(guān)系，需保持電阻不變，所以不能用小燈泡做此實(shí)驗(yàn)．
故答案為：（1）斷開(kāi)；最左端；（2）見(jiàn)上圖；（3）①電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；②左；2.5；（4）同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱；斷路；（5）35；（6）不可行；燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究電流和電阻的關(guān)系，注意控制變量法在此實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，同時(shí)考查了電壓表的連接及串分壓在本題中的應(yīng)用．其中的難點(diǎn)就是查找故障及判斷滑動(dòng)變阻器的最大值，注意分析的方法即所用到的知識(shí)．