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)保持不變，記下電流表的示數(shù)，得到如圖（乙）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(shí)，電流與電阻成反比．
②上述實(shí)驗(yàn)中，小明用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，接下來(lái)將10Ω的電阻接人電路，閉合開(kāi)關(guān)，向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V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．
（3）如表是另一位同學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄的結(jié)果，其中一個(gè)電流值記錄是錯(cuò)誤的．你認(rèn)為錯(cuò)誤的值是0.31．

R/Ω	5	10	15	20	25
1/A	0.60	0.31	0.20	0.15	0.12

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)圖象分析電流和電阻的關(guān)系，即電壓一定，電流和電阻成反比；
②根據(jù)圖乙確定一組電流和電阻值，根據(jù)U=IR計(jì)算出電壓；
換用較大的電阻后，根據(jù)串分壓的關(guān)系，電壓表的示數(shù)會(huì)變大，則應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值減小電阻兩端的電壓，保持電壓表的示數(shù)不變；
（2）根據(jù)串分壓的知識(shí)，當(dāng)電阻值為25Ω時(shí)，所需的滑動(dòng)變阻器的阻值最大，根據(jù)圖象確定電路中電流，由R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電路中的總電阻，從而計(jì)算出滑動(dòng)變阻器的阻值；
（3）電壓一定，電流和電阻成反比，據(jù)此分析數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤值．

解答 解：（1）①由圖象知，電壓一定時(shí)，電流和電阻成反比；
②由圖象知，當(dāng)R=5Ω時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A；由I=$\frac{U}{R}$可知，電阻兩端的電壓：U=IR=0.5A×5Ω=2.5V；
探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，需保持電壓表的示數(shù)不變，因此將5Ω的電阻換為10Ω后，電壓表的示數(shù)變大，所以應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值，故將滑片向左滑動(dòng)，保持電壓表的示數(shù)為2.5V，并讀出電流表的示數(shù)；
（2）根據(jù)串聯(lián)分壓的知識(shí)，當(dāng)電阻R=25Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值最大，由圖象知，此時(shí)電路中的電流為0.1A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，R_總=$\frac{{U}_{總}(cāng)}{I}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω；
所以R_滑=R_總-R=60Ω-25Ω=35Ω；
（3）電壓一定時(shí)，電流和電阻成反比，由U=IR可知：
U₁=5Ω×0.6A=3V；
U₂=10Ω×0.31A=3.1V；
U₃=15Ω×0.2A=3V；
U₄=20Ω×0.15A=3V；
U₅=25Ω×0.12A=3V；
顯然第二組數(shù)據(jù)中的電流值錯(cuò)誤．
故答案為：（1）①電流與電阻成反比；②左；2.5；（2）35；（3）0.31．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究電流跟電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，需使電阻兩端的電壓不變，考查了對(duì)圖象的分析，同時(shí)涉及到了串聯(lián)電路電流、電壓的規(guī)律，及歐姆定律的變形應(yīng)用．