Question

16．小明利用如圖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．
（1）請(qǐng)將圖中實(shí)物電路連接完整（導(dǎo)線不允許交叉）；
（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，小明用5Ω的電阻測得兩表示數(shù)分別為2V和0.4A后，接下來的操作是斷開開關(guān)，將滑片滑到電阻最大位置，然后將10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)為2V時(shí)，讀出電流表的示數(shù)．再更換電阻R，重復(fù)以上操作．
通過上述實(shí)驗(yàn)，可以得出的結(jié)論是：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體的電阻成反比．
（3）為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值不小于40Ω的滑動(dòng)變阻器．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器和電阻串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在電阻兩端；
（2）為了保護(hù)電路，每做實(shí)驗(yàn)之前，都應(yīng)當(dāng)斷開開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到電阻最大位置；
將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，使電壓表的示數(shù)達(dá)到原來的示數(shù)不變；
在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（3）根據(jù)串聯(lián)分壓的知識(shí)，當(dāng)電阻值為20Ω時(shí)，所需的滑動(dòng)變阻器的阻值最大，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$確定電路中電流，再計(jì)算出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，從而計(jì)算出滑動(dòng)變阻器的阻值．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器和電阻串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在電阻兩端，如下圖：

（2）實(shí)驗(yàn)過程中，小明用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，接下來需斷開開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到電阻最大位置；
探究電流與電阻關(guān)系時(shí)，需改變電阻的大小，保持電阻兩端電壓不變，因此應(yīng)使電壓表示數(shù)仍為2V；
得出的結(jié)論是：在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（3）根據(jù)串聯(lián)分壓的知識(shí)，當(dāng)電阻值為20Ω時(shí)，所需的滑動(dòng)變阻器的阻值最大，
此時(shí)電路中的電流I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{2V}{20Ω}$=0.1A，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_R=6V-2V=4V，
滑動(dòng)變阻器的最小阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω，
所以為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值不小于40Ω的滑動(dòng)變阻器．
故答案為：（1）如上圖；（2）斷開開關(guān)，將滑片滑到電阻最大位置；2；電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體的電阻成反比；（3）40．

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)串聯(lián)電路電流、電壓的關(guān)系，及歐姆定律的變形應(yīng)用．