Question

【题目】现有下列器材：学生电源（6V），电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干，小明利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。

（1）请根据实验目的，用笔画线代替导线将图甲所示的实物连接成完整电路。（要求滑片向右移动时，电压表示数变大导线不允许交叉）__________。

（2）闭合开关试触时，发现电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是_____。

（3）排除故障后，闭合开关，当选用5Ω的电阻时，移动滑片，使电流表示数如图乙所示，记为0.5A；以后每更换一个阻值更大的电阻后，都应将滑动变阻器的滑片向_____（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为_____V，同时记下对应的电流值。

（4）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器_____（填写编号）。

A．50Ω0.4A B．30Ω1.0A C．20Ω1.0A

（5）根据实验数据，小明利用描点法做出了如图丙所示的I﹣R图象，由于此图线为曲线，小明认为不便直观判断I与R的定量关系，于是对图象中的坐标进行了巧妙变换，从而直观判断出了I与R的关系，你认为小明的改进方法是_____。

（6）根据小明的改进图象，可以得出的实验结论为_____。

Answer 1

【答案】见解析： 电阻R断路； A 2.5 B 作电流与电阻倒数的图像； 电压不变时，电流I与电阻的倒数成正比。

【解析】

（1）滑片向右移动时，电压表示数变大，电流变大，变电阻减小，离下接线柱近，滑动变阻器与电阻串联，电压表与电阻并联；

（2）若电流表无示数，说明电路可能断路；移动滑动变阻器的滑片，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻断路了；

（3）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；

（4）探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻，确定变阻器的规格；

（5）（6）根据可知，电压保持不变时，电流与电阻成反比关系；因，即电压保持不变时，电流I与电阻的倒数成正比分析，得出结论。

（1）滑片向右移动时，电压表示数变大，电流变大，变电阻减小，离下接线柱近，滑动变阻器与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示：

（2）电路连接正确后，闭合开关试触时，发现电流表无示数，说明电路可能断路；移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终接近电源电压，说明电压表与电源连通，则可能是电阻R断路；

（3）由图中数据知，电阻与对应的电流之积：，根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向A端移动，使电压表的示数为2.5V；读出电流表示数；

（4）由图知，电阻两端的电压始终保持2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：，变阻器分得的电压为电压表示数的，则当接入20Ω的最定值电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：

，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少28Ω、最大电流为0.5A的滑动变阻器，故选B。

（5）小明做出了如图所示的I-R图像，由于此图线为曲线，不便直观判断I与R的定量关系，根据，可知，电压不变时，电流I与电阻的倒数成正比，故将横坐标R变为，从而直观判断出了I与R的关系。

（6）根据小明的改进图像，可以得出的实验结论：电压不变时，电流I与电阻的倒数成正比。

故答案为：（1）如上所示：（2）电阻R断路；（3）A；2.5；（4）B；（5）作电流与电阻倒数的图像；（6）电压不变时，电流I与电阻的倒数成正比。