Question

圖（甲）是小強(qiáng)探究“電流跟電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路．

實(shí)驗(yàn)器材：電源（恒為4.5V），電流表、電壓表各一只，一個(gè)開關(guān)，三個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω），兩只滑動(dòng)變阻器（“10Ω 2A”、“20Ω 1A”），導(dǎo)線若干．
（1）實(shí)驗(yàn)中多次改變R的阻值，并得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由這些數(shù)據(jù)得到如圖（乙）所示的I-R圖象，由圖象可得結(jié)論：

電壓不變，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比

．
（2）在上述實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)先用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，斷開開關(guān)，接著僅把10Ω的電阻換下5Ω的電阻繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)后，電壓表的示數(shù)將

大于

2.5V（填“大于”、“小于”或“等于”），接下來應(yīng)把滑片P適當(dāng)向

上

（填“上”、或“下”）移動(dòng)，使電壓表示數(shù)保持不變．
（3）當(dāng)小強(qiáng)改用15Ω的電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)滑片，都無法使電壓表的示數(shù)達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值．請(qǐng)你分析“電壓表的示數(shù)無法達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值”的原因是：

滑動(dòng)變阻器的阻值太小

．
（4）為了完成實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你想一想利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材如何解決這一問題．說出一種方法并簡(jiǎn)要說明方法的理由．方法：

換用最大阻值為20Ω的滑動(dòng)變阻器

理由：

根據(jù)串聯(lián)電路的電流相等：

2.5V

15Ω

=

2V

R滑

解得：R_滑=12Ω，故換用“20Ω1A”的滑動(dòng)變阻器

．

Answer 1

分析：（1）分析圖乙，得出電流和電阻的反比例關(guān)系：電壓不變，電流和電阻成反比；
（2）根據(jù)串分壓的知識(shí)，若電阻增大，分得的電壓將變大，要減小電阻兩端的電壓，需增大滑動(dòng)變阻器的阻值；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓、電流規(guī)律結(jié)合歐姆定律計(jì)算出電阻為15

解答：解：（1）由圖丁所示圖象可知：在電壓不變的情況下，通過電阻的電流與電阻值的乘積不變，是一個(gè)定值，這說明：在電壓不變時(shí)，電流與電阻成反比；
（2）用10Ω的電阻替換5Ω的電阻，電阻兩端的電壓將變大，即示數(shù)大于2.5V；
此時(shí)應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值，將滑片向上滑動(dòng)，直到電壓表的示數(shù)為2.5V．
（3）由題意知，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓應(yīng)為U滑=4.5V-2.5V=2V
根據(jù)串聯(lián)電路的電流相等：

2.5V

15Ω

=

2V

R滑

解得R滑=12Ω
無法使電壓表的示數(shù)達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值，可能由于滑動(dòng)變阻器的最大阻值太小，把滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器分得的電壓還是較小，不能使電阻兩端達(dá)到要求的值；
也可能是電源電壓太大，使滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大，也不能使電阻兩端的電壓達(dá)到2.5V；
（4）由（3）分析，完成實(shí)驗(yàn)，可換用最大阻值為20Ω的滑動(dòng)變阻器．
故答案為：（1）電壓不變，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比；
（2）大于；上；
（3）滑動(dòng)變阻器的阻值太小；
（4）換用最大阻值為20Ω的滑動(dòng)變阻器；
理由：
根據(jù)串聯(lián)電路的電流相等：

2.5V

15Ω

=

2V

R滑

解得：R_滑=12Ω，故換用“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)操作分析、實(shí)驗(yàn)操作改進(jìn)等問題，實(shí)驗(yàn)操作分析及實(shí)驗(yàn)改進(jìn)措施是本題的難點(diǎn)，要根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理認(rèn)真分析，然后提出改進(jìn)措施．