Question

13．小明同學(xué)想“探究電流跟電阻的關(guān)系”，他利用相關(guān)器材進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)，其中電源電壓為3V且保持不變，滑動(dòng)變阻器的最大電阻為20Ω，提供的定值電阻分別有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω若干個(gè)．
（1）他已經(jīng)連接了部分電路如圖甲所示，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電路圖補(bǔ)充完整．為保證電路安全，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開．
（2）接著他進(jìn)行了以下操作：
①先將5Ω電阻接入電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，電流表指針幾乎無偏轉(zhuǎn)，此時(shí)無論怎么移動(dòng)滑片，電壓表和電流表指針偏轉(zhuǎn)幾乎無變化，則出現(xiàn)此情況的原因是電阻斷路．糾正問題后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為1.5V，記錄電流表示數(shù)；
②將5Ω電阻換成10Ω電阻，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變大（選填“變大”、“變小”、“不變”），接下來應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向左（填“左”或“右”）移動(dòng)，當(dāng)觀察到電壓表示數(shù)為1.5V時(shí)，記錄電流表示數(shù)；
（3）完成實(shí)驗(yàn)后，用記錄的數(shù)據(jù)繪制了如同乙的圖象，根據(jù)該圖象可以得出電流與電阻的關(guān)系是：電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比．
（4）為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，允許接入電路的定值電阻的最大值為25Ω．

Answer 1

分析 （1）電壓表應(yīng)并聯(lián)到電阻的兩端；連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)該斷開；
（2）電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)說明電壓表兩接線柱與電源正負(fù)極之間是通路，怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器電流表指針幾乎不動(dòng)說明電路斷路，即電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦�；在探究電流和電阻的關(guān)系時(shí)，要保持電阻兩端的電壓不變；
（3）研究電流與電壓電阻的關(guān)系時(shí)，要用到控制變量法，通過對(duì)圖象數(shù)據(jù)的分析可以得出結(jié)論；
（4）為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)圖象以及電阻R和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)分壓的特點(diǎn)，來正確分析和計(jì)算出滑動(dòng)變阻器的最小電阻值．

解答 解：（1）電壓表應(yīng)并聯(lián)到電阻的兩端，如圖：
；
連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)該斷開；
（2）①無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，電流表指針幾乎不動(dòng)，而電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，則造成這一故障的原因可能是定值電阻R斷路；
②先將5Ω的電阻接入電路調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2V并記下電流表的示數(shù)，然后他收下5Ω的電阻再將10Ω的電阻接入電路，接下來他應(yīng)該進(jìn)行的操作是移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)保持1.5V不變；
（3）分析圖象數(shù)據(jù)可知，定值電阻兩端的電壓保持1.5V不變，電阻變?yōu)樵瓉淼膸妆�，通過的電流變?yōu)樵瓉淼膸追种�一，故可得結(jié)論：電壓一定，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比；
（4）由題目的要求和圖象可知，電阻R的最大阻值R=25Ω，此時(shí)的最小電流I_小=0.06A，那么，此時(shí)的總電阻最大值為：
R_大=$\frac{U}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.06A}$=50Ω，
故要求滑動(dòng)變阻器的最大值不能小于R_大′=R_大-R=50Ω-25Ω=25Ω．
故答案為：（1）如圖；斷開；（2）電阻斷路；變大；左；1.5；（3）電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比；（4）25．

點(diǎn)評(píng) 此題屬于電學(xué)方面的綜合題目，考查的知識(shí)點(diǎn)比較廣泛，綜合性比較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的綜合能力要求比較高，屬于中考題目的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)．因此，在做這方面的題目時(shí)，一定要靜下心來，仔細(xì)閱讀，認(rèn)真審題．