Question

10．小亮在探究“電流和電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，用到了如下器材：兩節(jié)干電池、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)、定值電阻R（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、導(dǎo)線若干，小亮在實(shí)驗(yàn)時(shí)連接的電路如圖甲所示．
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物連接完整．
（2）本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器起到保護(hù)電路元件安全和控制電壓表示數(shù)不變的作用．
（3）小亮連好電路后繼續(xù)操作，請(qǐng)將以下步驟按正確順序排列BDCA．（填選項(xiàng)前字母）
A．?dāng)嚅_開關(guān)，換接其他定值電阻，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)
B．將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于阻值最大的位置，閉合開關(guān)
C．記下電流表示數(shù)
D．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)保持某值不變
（4）根據(jù)多次測(cè)量數(shù)據(jù)，描繪出電流隨電阻變化的曲線如圖乙所示，由此得出的結(jié)論是電壓不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
（5）由圖象可知，定值電阻兩端的電壓為2.5V．
（6）在本實(shí)驗(yàn)中，既要維持上述電壓表的示數(shù)不變，又不能改變上述電流表的量程，能（選填“能”或“不能”）接入4.5Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 （1）將電流表、電阻、變阻器串聯(lián)在電路中，電壓表與電阻并聯(lián)，由圖乙數(shù)據(jù)確定電流表選用的量程，變阻器按一上一下接入電路中；
（2）探究“電流和電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，要控制電壓表示數(shù)不變，據(jù)此分析；
（3）探究“電流和電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，要控制電壓表示數(shù)不變：為保護(hù)電路，將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于阻值最大的位置，為得出普遍性的結(jié)論，要換不同的電阻做實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)保持某值不變；記下電流表示數(shù)，斷開開關(guān)，換接其他定值電阻，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，確定正確的順序；
（4）（5）由圖求出幾個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電阻與電流的坐標(biāo)之積為：U=IR=0.1A×25Ω=0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=----=2.5V，分析回答；
（6）根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和分壓原理求出變阻器連入電路中的電阻，再由串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律求出此時(shí)電路中的最大電流，與電流表量程比較；

解答 解：（1）將電流表、電阻、變阻器串聯(lián)在電路中，電壓表與電阻并聯(lián)，由圖乙數(shù)據(jù)，電流表選用小量程，變阻器按一上一下接入電路中，如下所示：

（變阻器接右下接線柱也可）
（2）探究“電流和電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，要控制電壓表示數(shù)不變，故本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器起到保護(hù)電路元件安全和控制電壓表示數(shù)不變的作用；
（3）探究“電流和電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，要控制電壓表示數(shù)不變，為得出普遍性的結(jié)論，要換不同的電阻做實(shí)驗(yàn)：為保護(hù)電路，將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于阻值最大的位置，閉合開關(guān)；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)保持某值不變；記下電流表示數(shù)，斷開開關(guān)，換接其他定值電阻，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，故按正確順序排列為B、D、C、A；
（4）（5）由圖乙可知，幾個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電阻與電流的坐標(biāo)之積為：U=IR=0.1A×25Ω=0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=----=2.5V，為一定值，故得出的結(jié)論是：電壓不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
由此可知，定值電阻兩端的電壓為2.5V；
（6）當(dāng)接入4.5Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，因控制電壓表示數(shù)不變，由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，變阻器分得的電壓
U_滑=U-U_表=3V-2.5V=0.5V，
變阻器的電壓為電壓表示數(shù)的$\frac{0.5V}{2.5V}$=$\frac{1}{5}$，由分壓原理，變阻器連入電路中的電阻為：
$\frac{1}{5}$×4.5Ω=0.9Ω，由電阻的串聯(lián)和歐姆定律，此時(shí)電路中的電流：
I_大=$\frac{U}{{R}_{小}+R}=\frac{3V}{0.9Ω+4.5Ω}$≈0.56A＜0.6A，故既要維持上述電壓表的示數(shù)不變，又不能改變上述電流表的量程，能接入4.5Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
故答案為：（1）如上所示；（2）控制電壓表示數(shù)不變；（3）BDCA；（4）電壓不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（5）2.5；（6）能．

點(diǎn)評(píng) 本題探究電流和電阻的關(guān)系，考查電路的連接、控制變量法的運(yùn)用、操作順序、數(shù)據(jù)分析及對(duì)器材的選擇．