Question

15．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）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)為2.5V且保持不變，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將沒有連接好的電路連接完整．
②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．
③小明在實(shí)驗(yàn)中，最合適的電壓表量程是0～3V，電流表量程是0～0.6A．
上述實(shí)驗(yàn)中，小明用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，接下來的操作將10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)為2.5 V時(shí)，讀出電流表的示數(shù)．
（2）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．

Answer 1

分析 （1）①電流表串聯(lián)在電路中，電壓表與被測(cè)電路并聯(lián)連接，滑動(dòng)變阻采取“一上一下”的連接方式；
②分析圖丙中圖象，曲線上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流和電阻的乘積相等，據(jù)此得出結(jié)論；
③觀察圖丙中圖象，可知最大電流值，計(jì)算出電壓值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選擇合適的量程；
將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，使電壓表的示數(shù)達(dá)到原來的示數(shù)不變；
（2）由圖3找出實(shí)驗(yàn)時(shí)電路的最小電流，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)及歐姆定律求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，據(jù)此確定滑動(dòng)變阻器的最大阻值．

解答 解：（1）①觀察電路圖可知，電流表與電阻串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在電阻兩端，滑動(dòng)變阻采取“一上一下”的連接方式；畫圖如下：

②分析圖丙圖象，曲線上每點(diǎn)對(duì)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(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；
③分析圖丙圖象，電流最大值為0.5A，電流表應(yīng)選擇0～0.6A；曲線上每點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流和電阻的乘積都等于2.5V，電壓表應(yīng)選擇0～3V量程；
將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，減小電路中的電流，使電壓的示數(shù)達(dá)到2.5V；
（2）由圖丙知，電路的最小電流I=0.1A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_R=6V-2.5V=3.5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.1A}$=35Ω，
即滑動(dòng)變阻器的阻值不能小于35Ω．
故答案為：
（1）①如上圖所示；②電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；③0～3V；0～0.6A；2.5；（2）35．

點(diǎn)評(píng) 本題通過實(shí)驗(yàn)探究考查了電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的使用、分析圖象獲取信息的能力，綜合性較強(qiáng)，但需認(rèn)真、細(xì)心分析．