Question

12．小剛利用如圖甲所實物電路探究“導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系”，提供的實驗器材有：電壓恒為6V的電源、電流表、電壓表、四個不同阻值的定值電阻、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干．

（1）圖甲中部分導(dǎo)線已連好，請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整．
（2）實驗中通過調(diào)節(jié)滑動變阻器保持電阻R兩端電壓不變，這種方法是A．
A．控制變量法  B．轉(zhuǎn)換法  C．等效替代法 
（3）實驗數(shù)據(jù)如表，第2次實驗中電流表的示數(shù)如圖乙所示，則電流表示數(shù)為0.2A．

次數(shù)	1	2	3	4
電阻/Ω	5	10	15	20
電流/A	0.40		0.13	0.12

（4）由于操作不當，導(dǎo)致一緋數(shù)據(jù)存在錯誤，請判斷笫4次實驗的數(shù)據(jù)存在錯誤，產(chǎn)生錯誤的原因第4次實驗時，沒有移動滑片就讀電流表示數(shù)了．
（5）結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知，小剛選用的滑動變阻器的最大阻值至少是40Ω．

Answer 1

分析 （1）圖甲中還未連入的元件有電壓表和滑動變阻器，電壓表應(yīng)并聯(lián)到定值電阻兩端，滑動變阻器按照“一上一下”連入電路．由此連接電路；
（2）要探究電流與電阻的關(guān)系，運用控制變量法；
（3）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）探究電流與電阻關(guān)系時，要保持電壓一定，分析表中數(shù)據(jù)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）把電阻、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在電阻兩端，注意滑動變阻器已接了右下角的接線柱，所以應(yīng)將其上面的一個接線柱接入電路中，如圖所示：

（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A正確，BC錯誤；
（3）由表格各次實驗，電流都小于0.6A，所以實驗中電流表使用的是0-0.6A量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.2A；
（4）由表可知，實驗時電阻兩端的電壓為U=IR=0.4A×5Ω=2V，
當接入電阻R₃=15Ω時，電路中的電流為I₃=0.13A，此時滑動變阻器接入的阻值為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V-2V}{0.13A}$≈30Ω，
將R₃換為R₄=20Ω時，滑動變阻器滑片位置不動，此時電流中的電流為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{20Ω+30Ω}$=0.12A，
故第4次實驗時，沒有移動滑片就讀電流表示數(shù)了；
（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，當定值電阻的阻值最大為20Ω時，所需滑動變阻器的阻值最大，此時電路中電流為0.1A，
所以R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V-2V}{0.1A}$=40Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）A；（3）0.2；（4）4；第4次實驗時，沒有移動滑片就讀電流表示數(shù)了；（5）40．

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�？碱}，能靈活運用控制變量是關(guān)鍵．