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，實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω，15Ω、20Ω，25Ω．

（1）請根據(jù)圖1電路圖將實物圖所示的實物電路連接完整（要求：閉合開關(guān)后滑片置于最左端）．
（2）實驗中多次改變R的阻值，記下電流表的示數(shù)，得到如圖2所示的電流I隨電阻R交化的圖象．
①由圖象可以得出結(jié)論：在電壓不變時，通過導(dǎo)體中的電流與場內(nèi)導(dǎo)體的電阻成反比．
②上述實驗中，小明用5Ω的電阻做實驗，電壓表的示數(shù)為2.5V，完成實驗后，將10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，接下來的操作是向左移動滑片，使電壓示數(shù)為2.5V，讀出電流表示數(shù)．
③為了完成整個實驗，應(yīng)該選取最大阻值不小于35Ω的滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）探究電流跟電阻的關(guān)系時，電壓表應(yīng)并聯(lián)到定值電阻兩端，根據(jù)電路圖連接實物圖，將滑動變阻器滑片以右電阻絲連入電路中．
（2）①分析圖丙中圖象，曲線上每一點對應(yīng)的電流和電阻的乘積相等，說明電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．
②研究電流與電阻的關(guān)系時，要保持電壓表示數(shù)不變，根據(jù)分壓原理和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律確定滑片移動的方向，使定值電阻兩端的電壓保持不變．
（3）根據(jù)電源電壓以及每次定值電阻兩端的電壓，利用串聯(lián)分壓可求出滑動變阻器的最小阻值．

解答 解：（1）電壓表的“3”接線柱已接入電路，需要把“-”接線柱接到定值電阻的右邊接線柱，使電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端；滑動變阻器下面的接線柱已連入電路，只要把上面任意一個接線柱與定值電阻右邊的接線柱相連即．要注意導(dǎo)線不要交叉．連好的實物圖如下圖所示．

（2）①由圖丙圖象不同電壓下對應(yīng)的電流，根據(jù)歐姆定律，U=IR=0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=…=0.1A×25Ω=2.5V，曲線上每點對應(yīng)的電流和電阻的乘積都等于2.5V，說明電壓一直保持在2.5V，故上述實驗中，小明用5Ω的電阻做實驗，電壓表的示數(shù)為2.5V，
得出的結(jié)論是：在電壓不變時，通過導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
②更換大電阻后，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)變大，因研究電流與電阻的關(guān)系時，要保持電壓表示數(shù)不變，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)增大變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻變大，所以將滑動電阻器的滑片向左移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（3）當(dāng)定值電阻R=25Ω時，由圖丙可知，此時電路中的電流I=0.1A，
則電路中的總電阻最大為：R_總=$\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.1A}$=60Ω，
所以滑動變阻器的最大阻值不能小于：R_滑=R_總-R=60Ω-25Ω=35Ω．
故答案是：（1）實物電路連接如上圖所示；
（2）①在電壓不變時，通過導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
②2.5V；向左移動滑片，使電壓示數(shù)為2.5V；
（3）35．

點評 該題通過實驗探究考查了電學(xué)元件的使用、分析圖象獲取信息、歸納結(jié)論的能力，實驗操作的過程、對器材的要求，為中考的熱點問題，要準(zhǔn)確掌握．