Question

2．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，實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開；閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)該滑到最左端（選填“最左端”或“最右端”）．
（2）請根據(jù)圖甲將圖乙所示的實物電路連接完整（導線不允許交叉）．
（3）實驗中多次改變R的阻值，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，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，電壓一定時，導體中的電流與電阻成反比．
②上述實驗中，小明用5Ω的電阻做完實驗后，斷開開關(guān)，取下5Ω的電阻，然后將10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，接下來他應(yīng)該進行的操作是：向左移動滑片（選填“左”或“右”），使電壓表示數(shù)為2.5 V時，讀出電流表的示數(shù)．
（4）小明連接完電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)接近電源電壓，反復(fù)移動滑動變阻器的滑片P，電壓表示數(shù)基本不變．發(fā)生故障的原因可能是滑動變阻器同時接上面兩個接線柱，或者小燈泡斷路．
（5）為完成整個實驗，應(yīng)該選取最大阻值不小于35Ω的滑動變阻器．
（6）小紅試圖將定值電阻換成小燈泡來探究電流與電壓的關(guān)系，你認為他的實驗方案可行嗎？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）連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開；閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)該滑到最大值處；
（2）本實驗中電壓測定值電阻兩端電壓，由此補充電路連接；
（3）①分析圖丙中圖象，曲線上每一點對應(yīng)的電流和電阻的乘積相等，據(jù)此得出結(jié)論；
②將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，應(yīng)增大滑動變阻器接入電路中的電阻，使電壓表的示數(shù)達到原來的示數(shù)不變；
（4）根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（5）根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算當變阻器連入阻值最大時，變阻器連入的阻值也最大，由此分析解答；
（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）為保護電路，連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開；閉合開關(guān)前，由圖滑動變阻器的滑片應(yīng)該滑到最大值最左端；
（2）探究電流跟電阻的關(guān)系實驗中，電壓測定值電阻兩端電壓，所以應(yīng)與R并聯(lián)，由此連接實物圖，如圖所示：
；
（3）①分析圖丙圖象，曲線上每點對應(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，導體中的電流與電阻成反比；
②將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，應(yīng)增大滑動變阻器接入電路中的電阻，即滑片左滑，減小電路中的電流，使電壓的示數(shù)達到2.5V；
（4）如果滑動變阻器同時接上面兩個接線柱，或者燈泡斷路，閉合開關(guān)，電壓表壓表的示數(shù)接近電源電壓，反復(fù)移動滑動變阻器的滑片P，電壓表的示數(shù)基本不變；
（5）探究電流跟電阻時，要保持R兩端電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，當R=25Ω時，變阻器連入阻值最大，
所以R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{R}}{\frac{{U}_{R}}{R}}$=$\frac{6V-2.5V}{\frac{2.5V}{25Ω}}$=35Ω，
為完成整個實驗，應(yīng)該選取最大阻值不小于25Ω的滑動變阻器；
（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驗．
故答案為：（1）斷開；最左端；（2）見上圖；（3）①電壓一定時，導體中的電流與電阻成反比；②左；2.5；（4）同時接上面兩個接線柱；斷路；（5）35；（6）不可行；燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

點評 此題是探究電流和電阻的關(guān)系，注意控制變量法在此實驗中的應(yīng)用，同時考查了電壓表的連接及串分壓在本題中的應(yīng)用．其中的難點就是查找故障及判斷滑動變阻器的最大值，注意分析的方法即所用到的知識．