Question

17．小明利用如圖甲所示的電路探究電流跟電阻的關系．已知電源電壓為7V且保持不變，實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）請根據(jù)圖甲所示的電路圖將圖乙中的實物電路連接完整（導線不允許交叉）．
（2）閉合開關前，滑片應該位于A端（選填“A”或“B”）．
（3）若閉合開關后，小明觀察電路時發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，但電壓表無示數(shù)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能的原因是電阻R被短路．
（4）排除故障后，進行實驗，實驗中多次改變R的阻值，調節(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上述實驗中，小明用5Ω的電阻做完實驗后，將5Ω的電阻換成10Ω進行實驗，接下來的操作是將滑動變阻器的滑片向A移動（選填“A”或“B”），使電壓表示數(shù)保持2.5V不變，讀出電流表的示數(shù)．
②上述實驗中，由圖象可以得出結論：當電壓一定時，通過導體的電流與電阻成反比．
（5）為完成整個實驗，應該選取最大阻值不小于45Ω的滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）電流表與定值電阻串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，要注意正負接線柱的連接；
（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應位于阻值最大處；
（3）電流表示數(shù)有變化，說明電路為通路，并且滑動變阻器接線柱正確；電壓表無變化，說明電壓表斷路或被短路；
（4）①根據(jù)控制變量法的思路可知，需改變定制電阻的阻值，并且保持電壓表的示數(shù)不變；
②根據(jù)圖象分析電流和電阻的關系：電壓一定，電流和電阻成反比；
（5）根據(jù)圖象讀出電路中的最小電流，然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點求出滑動變阻器兩端電壓，并利用歐姆定律的變形公式即可求出滑動變阻器的最大阻值．

解答 解：（1）將電壓表的3V接線柱與定值電阻的左接線柱相連，將電壓表的負接線柱與定值電阻的右接線柱相連，如下圖所示：

（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應位于阻值最大處，即最左端；
（3）電流表示數(shù)有變化，說明電路為通路，并且滑動變阻器接線柱正確；電壓表無變化，說明電壓表斷路或被短路或電壓表，即電壓表斷路或定值電阻短路；
（4）①用5Ω的電阻做完實驗后，需斷開開關，將5Ω的電阻換為10Ω的電阻，此時電壓表示數(shù)變大，應減小滑動變阻器的電阻，故滑片應向A端移動，使電壓表示數(shù)保持2.5V不變，讀出電流表的示數(shù)；
②由圖象知，電壓一定時，電流與電阻成反比；
（5）根據(jù)圖象可知，電路中的最小電流為0.1A，此時滑動變阻器兩端電壓：U_滑=7V-2.5V=4.5V；
由I=$\frac{U}{I}$可知，滑動變阻器接入電路的最大阻值：R_最大=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4.5V}{0.1A}$=45Ω；所以滑動變阻器的最大阻值不小于45Ω．
故答案為：（1）如圖； （2）A；（3）電阻R被短路；（4）①A； 2.5；②反比； （5）45．

點評 此題是探究電流跟電阻的關系實驗，需使電阻兩端的電壓不變，考查了實驗注意事項、故障分析、對圖象的分析，同時涉及到了串聯(lián)電路電流、電壓的關系，及歐姆定律的變形應用．