Question

【题目】小敏想通过实验验证“电压不变时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比”。

（1）她首先选用了如图A所示的电路，并先后用5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路中的a、b两点。她实验中记录的各次电流大小如下表所示，由实验数据可以看出电流跟电阻并不成反比，原因是：___________。

（2）为了正确完成该实验，她应该选用图B中的_____电路图（选填“甲”或“乙”）。

（3）在该电路中，所用电源与A图电源相同，滑动变阻器最大阻值20Ω。当将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片向_______移动（填“左”或“右”）。

（4）在该电路中，将10Ω的电阻换成20Ω的电阻，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片正确移动时，电流表和电压表一直有示数，但直到滑动变阻器滑片移到阻值最大时，电压表示数仍然不能达到实验要求，则原因可能是__________________（填“滑动变阻器最大阻值太小”、 “定值电阻阻值过小”或“定值电阻断路”）。

（5）为了完成实验，在不更换器材的情况下定值电阻两端电压最小值为 _______ V。

电阻R/Ω	5	10	20
电流I/A	0.4	0.3	0.2

Answer 1

【答案】未控制R两端电压一定 乙 右 滑动变阻器最大阻值太小 3V

【解析】

(1)[1]电流跟电阻并不成反比，原因是：未控制接入电阻R两端的电压不变；

(2)[2]为得出普遍性的规律，要多次测量：甲中，无法测量出通过R的电流，故不可行；乙中，电压表测R的电压，电流表测电路中的电流，当换用不同电阻的R时，通过移动变阻器的滑片控制电阻的电压不变可多次测量，故应该选用乙电路图；

(3)[3]将5Ω的电阻换成10Ω的电阻时，电路串联，还未移动滑片时，电路电流减小，R两端电压增大了，需要减小R两端电压保持电压不变，应增大滑动变阻器的阻值来继续减小电流，所以应将滑动变阻器的滑片向右移动；

(4)[4]由A图得到的表中数据利用串联分压的特点列等式可得电源电压：

当R的阻值为5Ω时，有：

①，

当R的阻值为10Ω时，有：

②，

联立①②式解的电源电压U=6V，将R的阻值由10Ω的电阻换成20Ω的电阻时，且滑动变阻器的阻值滑到阻值最大为20Ω时，根据公式可得此时的电路电流：

，

此时电阻R两端的电压，即电压表示数为：

，

电压表示数仍然不能达到实验要求，说明变阻器分压能力不足，即滑动变阻器最大阻值太小；

(5)[5]不更换器材，即滑动变阻器的最大阻值为20Ω，R用20Ω也能完成实验，由[4]中可知，当R用20Ω的电阻时，电压表的示数为3V，所以定值电阻两端电压最小值为3V。