Question

15．在做“探究導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系”的實驗中，實驗器材有：學(xué)生電源（3V不變），電流表、電壓表、定值電阻四只（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一只），滑動變阻器M（10Ω 1A），滑動變阻器N（20Ω 1A），開關(guān)、導(dǎo)線若干．
（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的實物電路連接完整，要求滑片P向B端移動時電路中電流變大．
（2）實驗過程中，使用不同定值電阻進行探究時，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，使電阻R兩端電壓保持不變，這種方法是B（填字母編號）；
A．轉(zhuǎn)換法    B．控制變量法    C．等效替代法
（3）某次實驗中，連接好電路，閉合開關(guān)時，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表示數(shù)約3V，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，兩電表示數(shù)均無明顯變化，電路故障原因可能是R斷路；
（4）排除故障后，更換不同定值電阻進行了實驗，記錄實驗數(shù)據(jù)如表：

實驗次數(shù)	1	2	3	4
電阻/Ω	5	10	20	25
電流/A	0.40	0.20	0.10	0.08

分析表中數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是：在電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（5）實驗中選擇的滑動變阻器應(yīng)是N（選填“M”或“N”）．

Answer 1

分析 （1）使滑動變阻器與定值電阻串聯(lián)，滑片P向B端移動時電路中電流變大，說明滑動變阻器接入電路的阻值減小，故將B接線柱接入電路；
（2）要探究電流與電阻的關(guān)系，運用控制變量法；
（3）無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電流表的示數(shù)為零，說明電路出現(xiàn)斷路，并且斷路在電壓表兩接線柱之間；
由表格數(shù)據(jù)可知電流表使用的量程，由電流表量程和分度值讀出其示數(shù)；
（4）研究電流跟電阻關(guān)系時，控制電壓不變，分析電流和電阻的變化關(guān)系得出結(jié)論；
（5）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，用公式U=IR計算出導(dǎo)體兩端的電壓；
根據(jù)串分壓的知識，當(dāng)定值電阻的阻值最大時，所需的滑動變阻器的阻值也最大，結(jié)合歐姆定律的知識計算得出．

解答 解：（1）將滑動變阻器的B接線柱與定值電阻的右接線柱相連，如下圖所示：

（2）導(dǎo)體中電流跟電阻和電阻兩端電壓有關(guān)，所以實驗中要使用控制變量法，故B正確，AC錯誤；
（3）閉合開關(guān)，無論怎樣移動滑片，且電壓表始終為3V，電流表示數(shù)為零，說明電壓表串聯(lián)在了電路中，電流太小電流表顯示不出來，則故障的原因可能是R斷路；
（4）研究電流跟電阻之間的關(guān)系，電流的變化倍數(shù)與電阻變化倍數(shù)的倒數(shù)相等，故可得結(jié)論：在電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
（5）電壓表的示數(shù)保持不變，由表格中數(shù)據(jù)知，U_R=I₁R₁=5Ω×0.4A=2V；
根據(jù)串分壓的知識，當(dāng)定值電阻的阻值最大為25Ω時，所需滑動變阻器的阻值最大，此時電路中電流為0.08A，
所以R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V-2V}{0.08A}$=12.5Ω，因此選擇滑動變阻器N．
故答案為：（1）見上圖；（2）B；（3）R斷路；（4）在電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（5）N．

點評 本題是探究“導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系”的實驗，考查了電路連接、實驗方法、電表讀數(shù)、數(shù)據(jù)分析等，考查全面，難度不大，這個實驗是常考題，能靈活運用控制變量是關(guān)鍵．