Question

13．在探究“電流與電阻的關(guān)系“的實(shí)驗(yàn)過程中．小明選擇了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五個(gè)電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電源電壓恒為6V電路圖如圖甲所示．

（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中未完成的電路完成，且使變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大．（導(dǎo)線不能交叉）
（2）連接電路時(shí)．開關(guān)應(yīng)處于斷開（斷開或閉合）狀態(tài)．
（3）連接好電路．閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表沒有示數(shù)，電流表有示數(shù)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)始終沒有示數(shù)．造成這一現(xiàn)象的原因可能是D（填字母）
A．電阻斷路    B．電流表壞了      C．滑動(dòng)變阻器短路       D．電阻短路
（4）排除電路故障進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，滑�?dòng)變阻器除了起到保護(hù)電路的作用外，還起到調(diào)節(jié)電阻兩端電壓保持不變的作用．實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，應(yīng)把變阻器滑片向左（填左或右）滑動(dòng)，同時(shí)眼睛盯住電壓表才可能達(dá)到這個(gè)目的．
（5）為保證上述實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少是35Ω．
（6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出I-R圖象如圖丙所示．根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治鰣D象可得出結(jié)論：電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）由圖甲，R與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端電壓，滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大，即電阻變小；
（2）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
（3）電流表有示數(shù)，說明整個(gè)電路是通路，電壓表無示數(shù)，說明電壓表并聯(lián)部分發(fā)生了短路；
（4）探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，應(yīng)控制電阻兩端電壓不變；根據(jù)電路圖與歐姆定律分析滑片移動(dòng)方向．
（5）根據(jù)串聯(lián)電路中電流相等分析當(dāng)改用25Ω的電阻時(shí)，滑動(dòng)變阻器的最大阻值，便可得出結(jié)論；
（6）根據(jù)圖象得出電流和電阻的關(guān)系：電壓不變，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；

解答 解：
（1）由圖甲，實(shí)驗(yàn)中電壓表測(cè)R兩端電壓，滑動(dòng)變阻器與R串聯(lián)，滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大，即電阻變小，所以應(yīng)把變阻器右下角接線柱接入電路．如圖所示：
．
（2）在連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，這是為了防止電路中有短路的地方而導(dǎo)致?lián)p壞電路元件．
（3）根據(jù)電路圖可知，電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量電阻兩端電壓，電流表測(cè)量電路電流．
如果電阻發(fā)生短路，電流表有示數(shù)且較大，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)始終沒有示數(shù)．
（4）探究“電流與電阻的關(guān)系”，應(yīng)不斷改變電阻阻值而控制電阻兩端電壓不變．
該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用除了保護(hù)電路外，其作用主要是控制電阻兩端電壓保持不變；
根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，把5Ω換成10Ω，電阻分壓變大，滑動(dòng)變阻器分壓變小，為保持電阻兩端電壓不變，應(yīng)減小電阻分壓，增大滑動(dòng)變阻器分壓，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，由圖示電路圖可知，閉合開關(guān)后應(yīng)向左移動(dòng)滑片，同時(shí)眼睛盯住電壓表．
（5）探究電流和電阻的關(guān)系，需保持導(dǎo)體兩端的電壓不變，根據(jù)串分壓的知識(shí)，當(dāng)導(dǎo)體電阻為25Ω時(shí)，所需滑動(dòng)變阻器的阻值最大；
由圖象知，當(dāng)R=25Ω時(shí)，I=0.1A，則R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω
R_滑=60Ω-25Ω=35Ω，所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值最小為35Ω；
（6）由圖象知，電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；（3）D；（4）調(diào)節(jié)電阻兩端電壓保持不變；左；電壓表；（5）35；（6）電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．

點(diǎn)評(píng) 探究電流與電阻關(guān)系實(shí)驗(yàn)，應(yīng)采用控制變量法，即控制電阻兩端電壓不變．考查了電路連接、滑動(dòng)變阻器的使用、電路故障的判斷和圖象的題解等．判斷電路故障時(shí)，要根據(jù)故障的表現(xiàn)，逐一分析可能的原因或現(xiàn)象，最后做出判斷，是較易出錯(cuò)的問題．