Question

【題目】現(xiàn)有下列器材：學(xué)生電源（6V），電流表（0～0.6A，0～3A）、電壓表（0～3V，0～15V）、定值電阻（5Ω、10Ω、20Ω各一個(gè)）、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器和導(dǎo)線若干，小明利用這些器材探究“電壓不變時(shí)，電流與電阻的關(guān)系”。

（1）請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲所示的實(shí)物連接成完整電路。（要求滑片向右移動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)變大導(dǎo)線不允許交叉）__________。

（2）閉合開關(guān)試觸時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表示數(shù)始終接近電源電壓，造成這一現(xiàn)象的原因可能是_____。

（3）排除故障后，閉合開關(guān)，當(dāng)選用5Ω的電阻時(shí)，移動(dòng)滑片，使電流表示數(shù)如圖乙所示，記為0.5A；以后每更換一個(gè)阻值更大的電阻后，都應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向_____（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為_____V，同時(shí)記下對(duì)應(yīng)的電流值。

（4）為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取哪種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器_____（填寫編號(hào)）。

A．50Ω0.4A B．30Ω1.0A C．20Ω1.0A

（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小明利用描點(diǎn)法做出了如圖丙所示的I﹣R圖象，由于此圖線為曲線，小明認(rèn)為不便直觀判斷I與R的定量關(guān)系，于是對(duì)圖象中的坐標(biāo)進(jìn)行了巧妙變換，從而直觀判斷出了I與R的關(guān)系，你認(rèn)為小明的改進(jìn)方法是_____。

（6）根據(jù)小明的改進(jìn)圖象，可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為_____。

Answer 1

【答案】見解析： 電阻R斷路； A 2.5 B 作電流與電阻倒數(shù)的圖像； 電壓不變時(shí)，電流I與電阻的倒數(shù)成正比。

【解析】

（1）滑片向右移動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)變大，電流變大，變電阻減小，離下接線柱近，滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，電壓表與電阻并聯(lián)；

（2）若電流表無示數(shù)，說明電路可能斷路；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了；

（3）根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，需控制定值電阻的電壓相同，當(dāng)換上大電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；

（4）探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變；根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，求出當(dāng)接入20Ω電阻時(shí)變阻器連入電路中的電阻，確定變阻器的規(guī)格；

（5）（6）根據(jù)可知，電壓保持不變時(shí)，電流與電阻成反比關(guān)系；因，即電壓保持不變時(shí)，電流I與電阻的倒數(shù)成正比分析，得出結(jié)論。

（1）滑片向右移動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)變大，電流變大，變電阻減小，離下接線柱近，滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，電壓表與電阻并聯(lián)，如下所示：

（2）電路連接正確后，閉合開關(guān)試觸時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，說明電路可能斷路；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)始終接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則可能是電阻R斷路；

（3）由圖中數(shù)據(jù)知，電阻與對(duì)應(yīng)的電流之積：，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向A端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；讀出電流表示數(shù)；

（4）由圖知，電阻兩端的電壓始終保持2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：，變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的，則當(dāng)接入20Ω的最定值電阻時(shí)，變阻器連入電路中的電阻為：

，故為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值至少28Ω、最大電流為0.5A的滑動(dòng)變阻器，故選B。

（5）小明做出了如圖所示的I-R圖像，由于此圖線為曲線，不便直觀判斷I與R的定量關(guān)系，根據(jù)，可知，電壓不變時(shí)，電流I與電阻的倒數(shù)成正比，故將橫坐標(biāo)R變?yōu)?/span>，從而直觀判斷出了I與R的關(guān)系。

（6）根據(jù)小明的改進(jìn)圖像，可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電壓不變時(shí)，電流I與電阻的倒數(shù)成正比。

故答案為：（1）如上所示：（2）電阻R斷路；（3）A；2.5；（4）B；（5）作電流與電阻倒數(shù)的圖像；（6）電壓不變時(shí)，電流I與電阻的倒數(shù)成正比。