Question

5．小明利用如圖甲所示的電路探究電流跟電阻的關(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）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)．
（2）請(qǐng)根據(jù)圖甲將圖乙所示的實(shí)物電路連接完整（導(dǎo)線不允許交叉）．
（3）實(shí)驗(yàn)中多次改變R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)，得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖象．
①由圖象可以得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．
②上述實(shí)驗(yàn)中，小明用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，取下5Ω的電阻，然后將10Ω的電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，接下來(lái)他應(yīng)該進(jìn)行的操作是：向左移動(dòng)滑片（選填“左”或“右”），使電壓表示數(shù)為2.5 V時(shí)，讀出電流表的示數(shù)．
（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小明發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表始終有示數(shù)、電流表無(wú)示數(shù)，原因可能是C（選填A(yù)、B或C）．
A． 電流表斷路    B．電壓表短路    C．電阻R斷路
（5）為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值不小于35Ω的滑動(dòng)變阻器．
（6）小紅試圖將定值電阻換成小燈泡來(lái)探究電流與電壓的關(guān)系，你認(rèn)為他的實(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）根據(jù)實(shí)物連接的正確方法分析解答．連接電路時(shí)，必須斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；
（2）分析清楚圖甲所示電路圖，然后根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖；
（3）①根據(jù)圖象分析電流和電阻的關(guān)系：電壓一定，電流和電阻成反比；
②根據(jù)圖乙確定一組電流和電阻值，根據(jù)U=IR計(jì)算出電壓；
換用較大的電阻后，根據(jù)串分壓的關(guān)系，電壓表的示數(shù)會(huì)變大，則應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值減小電阻兩端的電壓，保持電壓表的示數(shù)不變；
（4）根據(jù)電流表和電壓表的示數(shù)情況進(jìn)行判斷．電流表無(wú)示數(shù)，可能發(fā)生了斷路，根據(jù)電壓表的示數(shù)得知是哪兒發(fā)生了斷路；
（5）電路電流越小，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值越大，根據(jù)圖象求出電路最小電流及對(duì)應(yīng)的電阻阻值，由歐姆定律求出電阻兩端電壓，然后由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，最后由歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器阻值，根據(jù)該阻值選擇滑動(dòng)變阻器規(guī)格；
（6）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）實(shí)物未連接好，并且不確定電路沒(méi)有發(fā)生短路的情況下，開(kāi)關(guān)必須是斷開(kāi)的，防止燒壞電路元件；
（2）由圖甲可知，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：

（3）①由圖象知，電壓一定時(shí)，電流和電阻成反比；
②由圖象知，當(dāng)R=5Ω時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A，所以電阻兩端的電壓U=IR=0.5A×5Ω=2.5V，在整個(gè)過(guò)程中，R兩端的電壓保持2.5V不變；
將5Ω的電阻換為10Ω后，電壓表的示數(shù)變大，所以應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值，將滑片向左即A端滑動(dòng)，保持電壓表的示數(shù)為2.5V，并讀出電流表的示數(shù)；
（4）電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路中某處發(fā)生了斷路，電壓表始終有示數(shù)，說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的電路發(fā)生了斷路，即R斷路；
（5）由圖丙所示像可知，電路最小電流I=0.1A，此時(shí)電阻R=25Ω，
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知，電阻兩端電壓U_R=IR=0.1A×25Ω=2.5V，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=U-U_R=6V-2.5V=3.5V，
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知，滑動(dòng)變阻器阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.1A}$=35Ω．
（6）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）斷開(kāi)；（2）見(jiàn)上圖；（3）①導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；②左；2.5；（4）C；（5）35；（6）不可行；燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究電流跟電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，需使電阻兩端的電壓不變，考查了對(duì)圖象的分析，同時(shí)涉及到了串聯(lián)電路電流、電壓的關(guān)系，及歐姆定律的變形應(yīng)用．