Question

小明利用如图所示的电路探究电流跟电阻的关系．已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．
（1）请在实物电路中添加两根导线将电路连接完整．
（2）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到电流I随电阻R变化的实验记录表，请你在空白处填写对应的数据．

实验	保持电压表示数U=2.5V不变
次序	定值电阻R[Ω]	电流表示数I[A]
1	5	0.5
2	10	0.25
3	15
4	20
5	25	0.1

（3）由表中数据可以得出结论：电压一定时，______．
上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，断开开关，再将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，发现电压表示数______（大于/等于/小于）2.5V，接下来的操作是______．
（4）为完成整个实验，应该选取下面哪只滑动变阻器：______
A.50Ω 0.3A　　　B.50Ω 0.5A　　　C.20Ω 2A　　　D.20Ω 0.5A．

Answer 1

解：（1）定值电阻、滑动变阻器串联接入电路，
电压表与定值电阻并联，电路图如图所示；
故答案为：电路图如右图所示．
（2）定值电阻两端的电压U=2.5V，
当电阻R₃=15Ω时，电路电流I₃==≈0.167A；
当电阻R₄=20Ω时，电路电流I₄===0.125A；
故答案为：如下表所示．

实验	保持电压表示数U=2.5V不变
次序	定值电阻R[Ω]	电流表示数I[A]
1	5	0.5
2	10	0.25
3	15	0.167
4	20	0.125
5	25	0.1

（3）由表中实验数据可知，各组电阻R与对应的电流I的乘积保持不变，为2.5V，即IR=2.5V，则I=，由此可见，在电压不变的情况下，流过导体的电流跟电阻的阻值成反比；定值电阻由5Ω更换为10Ω后，定值电阻分压变大，大于原来的电压2.5V，为保持定值电阻两端电压2.5V不变，应向左移动滑动变阻器滑片，增大滑动变阻器接入电路的阻值，增大滑动变阻器的分压，使定值电阻两端电压减小到原来的值2.5V，保持电阻两端电压不变；
故答案为：电流与电阻成反比；大于；向左移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数减小为2.5V．
（4）滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U_R=6V-2.5V=3.5V，当电流最小时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，由表中实验数据可知，实验过程中，最小电流I_最小=0.1A，滑动变阻器接入电路的最大阻值R_滑最大===35Ω；由表中实验数据可知，电路最大电流是0.5A，则滑动变阻器应选B；
故答案为：B．
分析：（1）由电路图可知，电压表、定值电阻、滑动变阻器连接不完整，定值电阻、滑动变阻器串联接入电路，电压表与定值电阻并联，根据以上分析连接电路．
（2）根据表中电阻阻值，由欧姆定律求出电流表示数，然后填入表中．
（3）根据表中实验数据，分析看在电压一定时，电流与电阻间有什么关系，从而得出结论；当将电阻由5Ω更换为10Ω后，定值电阻阻值变大，定值电阻分压变大，滑动变阻器分压变小，为保证电阻两端电压不变，应移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，使电阻两端电压减小．
（4）由串联电路特点求出滑动变阻器两端的电压，根据表中实验数据，由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值，根据滑动变阻器接入电路的最大阻值及电路最大电流确定滑动变阻器的规格．
点评：本题考查了连接实物电路图、求电路电流、实验数据分析、滑动变阻器的调节、滑动变阻器规格的选择等问题，实验中应用了控制变量法，熟练应用欧姆定律即可正确解答第（2）小题；第（3）小题是本题的难点，知道实验过程中应控制定值电阻两端的电压不变，分析清楚电路结构、认真分析实验数据是正确解题的基础与关键．