Question

10．小紅利用圖8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）請(qǐng)將圖甲的實(shí)物電路連接完整，且使變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大（導(dǎo)線不允許交叉）．
（2）實(shí)驗(yàn)中多次改變R₁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：在電壓不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（3）在上述實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在讀取完電流表示數(shù)后，將5Ω改換成阻值為10Ω的電阻，更換電阻后，在讀取電流表示數(shù)之前，他應(yīng)進(jìn)行的操作是：向A（填“A”或“B”）移動(dòng)滑片，同時(shí)眼睛盯住電壓表，使電壓表示數(shù)為2.5V；本次實(shí)驗(yàn)采用的方法是控制變量法．
（4）若在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)電流表有示數(shù)而電壓表無(wú)示數(shù)，則電路出現(xiàn)的故障可能是燈泡短路．
（5）小紅想將定值電阻換成小燈泡來(lái)探究電流與電壓的關(guān)系，同小組的同學(xué)幫助她分析了實(shí)驗(yàn)方案不可行的原因，你認(rèn)為其原因是燈絲的電阻隨溫度的變化而改變．

Answer 1

分析 （1）（2）探究電流與電阻的關(guān)系，要控制電壓表示數(shù)不變，根據(jù)圖乙確定電壓表示數(shù)，確定電壓表量程與電阻并聯(lián)；由變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大確定變阻器的連接，電流表串聯(lián)在電路中；
（3）根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，需控制定值電阻的電壓相同，當(dāng)換上大電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；
（4）過(guò)程中出現(xiàn)電流表有示數(shù)，則電路為通路，根據(jù)電壓表無(wú)示數(shù)分析電路可能出現(xiàn)的故障；
（5）探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，要控制電壓表示數(shù)不變，根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的變化而改變分析．

解答 解：（1）（2）探究電流與電阻的關(guān)系，要控制電壓表示數(shù)不變，根據(jù)圖乙，由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，電壓表示數(shù)為：
U=IR=0.5A×5Ω=----=0.1A×25Ω=2.5V------①，故電壓表選用小量程與電阻并聯(lián)，
使變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大，即電阻變小，故滑片以右電阻絲連入電路中，電流串聯(lián)在電路中，如下所示：

（2）由①式知，電流與電阻的積為一定值，即在電壓不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（3）根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻R₁由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；
探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向A端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（4）若在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)電流表有示數(shù)，則電路為通路，而電壓表無(wú)示數(shù)，則電路出現(xiàn)的故障可能是燈泡短路．
（5）探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，要控制電壓表示數(shù)不變，因燈絲的電阻隨溫度的變化而改變，故她的實(shí)驗(yàn)方案不可行．
故答案為：（1）如上所示；（2）在電壓不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（3）A；2.5；控制變量法；（4）燈泡短路；（5）燈絲的電阻隨溫度的變化而改變．

點(diǎn)評(píng) 本題探究電流與電阻的關(guān)系，考查電路的連接、數(shù)據(jù)分析、控制變量法的運(yùn)用、操作過(guò)程、故障分析、影響電阻大小的因素等知識(shí)．