题目内容
【题目】如图甲所示，设闭合电路中的电流为I，外部电路的等效电阻为R，电源内部电阻为r(r为定值)，电源电动势为E，根据串联电路电压特点有E=IR+Ir。现有如图乙所示的电路，当变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数与电流表读数的变化情况，如图丙中AC、BC两直线所示。
(1)电压表V1、V2的示数与电流表A的示数的变化图线分别为(丙)图中的哪一条?并加以说明。
(2) 请你计算出变阻器的总电阻R1的大小。
小贴士
电源两极间存在电压。实验表明：不接用电器时，电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的，物理学中用“电动势”表征电源这一特性，即电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，用符号“E”
表示，实际上由于电源内部有电阻，所以当电路中有电流通过时，电源的内阻也分得一定的电压。
小贴士
电源两极间存在电压。实验表明：不接用电器时，电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的，物理学中用“电动势”表征电源这一特性，即电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，用符号“E”
表示，实际上由于电源内部有电阻，所以当电路中有电流通过时，电源的内阻也分得一定的电压。
【答案】（1）详见解析（2）
【解析】
根据题中“小贴士”和电路图可知，本题考查闭合电路的欧姆定律。当滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，定值电阻R0的电压增大，路端电压减小，结合图丙进行分析判断，确定两电表对应的图线；结合图像，利用欧姆定律求出R1的值；
解：电压表V1测电路中电阻R0及R1两端总电压(或电源输出电压)。
（1）BC直线为电压表V1的示数随电流表示数变化的图线，AC直线为电压表V2的示数随电流表示数变化的图线。
当滑动变阻器滑片从一端滑到另一端时，电流表示数从I1增大到I4，乙图中电压表V2的示数U0=IR0，可知当电流表A的示数增大时，电压表V2的示数也随着增大：因为E=I(R0+R1)+Ir，已知电源内阻r和电源电压不变，可知当电流I增大时，Ir增大，则I(R0+R1)减小，即电源输出电压减小，所以BC直线为电压表V1的示数随电流表示数变化的图线。
（2）当滑动变阻器取最大值时，电路中电流最小为I1，电压表V1的示数为U5,则
外部电路的等效电阻为
，
当滑动变阻取最小值时，电路中电流最大，电压表V2的示数为U4，电流表示数为I4，则
，
所以变阻器的总电阻：。
【题目】小红在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，做出了如下猜想：
猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关；
猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关；
猜想三：导体的电阻可能与导体的材料有关：
实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如下表所示：
编号 | 材料 | 横截面积S/(mm2) | 长度L/(m) |
A | 镍铬合金 | 1.0 | 0.25 |
B | 镍铬合金 | 1.0 | 0.50 |
C | 镍铬合金 | 2.0 | 0.25 |
D | 镍铬合金 | 1.0 | 0.25 |
(1)如图甲所示电路，实验前最好在导线a、b间连接________ (选填“导线”或“电阻”)，闭合开关后，在M、N之间分别接上不同导体，通过观察_______来比较导体电阻大小。
(2)为了验证猜想一，可依次把M、N跟________(填“A”、“B”、“C”或“D”)的两端相连，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根电阻丝电阻的大小。
(3)依次把M、N跟电阻丝A、C的两端连接，闭合开关，电流表的示数不同，分析比较A、C两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟________的关系，其结论是___________________________________。
(4)若某次实验电流表示数是0.50A，请在乙图中标出电流表指针的位置。
（____________）
(5)以上方法在研究物理问题时经常用到，被称为控制变量法。下列四个实验中没有用到此方法的有哪些________。(只选填字母即可)
A.探究平面镜成像的特点实验
B.探究重力的大小与质量关系实验
C.探究电流与电压、电阻的关系实验
D.探究影响压力作用效果因素的实验
