Question

6．小紅利用圖甲所示的電路探究電流與電阻的關(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）實(shí)驗(yàn)中多次改變R的阻值，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變，記下電流表的示數(shù)，得到如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的圖象，由圖象可得出結(jié)論：電壓一定時，電流與電阻成反比．
（2）在上述實(shí)驗(yàn)中，拆下阻值為5Ω的電阻，改換成阻值為10Ω的電阻，在讀取電流表示數(shù)之前，他應(yīng)進(jìn)行的操作是：向左  移動滑片，使電壓表示數(shù)為2.5 V．
（3）為了完成整個實(shí)驗(yàn)，小紅應(yīng)該選擇的變阻器是C．
A、10Ω   0.5A     B、20Ω   1A       C、50Ω   2A
（4）小紅想將定值電阻換成小燈泡來探究電流與電壓的關(guān)系，你認(rèn)為她的實(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）分圖象可知，曲線上每一點(diǎn)對應(yīng)的電流和電阻的乘積相等，根據(jù)控制變量法得出結(jié)論；
（2）5Ω的電阻改換成10Ω的電阻時，電路中的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和變阻器兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知定值電阻兩端的電壓變化；探究電流與電阻的關(guān)系時應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，當(dāng)定值電阻的阻值為25Ω時，所需滑動變阻器的阻值最大，根據(jù)圖象確定電路中電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動變阻器接入電路中的電阻，然后結(jié)合選項(xiàng)得出答案；
（4）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）分析圖象可知，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，電流與電阻成反比；
（2）5Ω的電阻改換成10Ω的電阻時，電路中的總電阻變大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變小，變阻器兩端的電壓變小，
由串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知，定值電阻兩端的電壓變大，
因探究電流與電阻的關(guān)系時應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，
所以，此時滑片應(yīng)左移增大接入電路中的電阻，減小電路中的電流，直至電壓表的示數(shù)為2.5V為止；
（3）串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，當(dāng)定值電阻的阻值為25Ω時，滑動變阻器接入電路中的阻值最大，
由圖象知，此時電路中的電流為0.1A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，變阻器接入電路中的電阻：
R_滑=R_總-R=60Ω-25Ω=35Ω，
結(jié)合選項(xiàng)可知，應(yīng)該選擇的變阻器是C；
（4）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）電壓一定時，電流與電阻成反比；
（2）左；2.5；  
（3）C；   
（4）不可行；燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

點(diǎn)評 本題考查了探究電流與電阻、電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，涉及到分析圖象得出結(jié)論、串聯(lián)電路圖特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用以及電路的動態(tài)分析、燈絲電阻與溫度的關(guān)系等，利用好控制變量法是本題的關(guān)鍵．