题目内容
9．
某实验小组的同学为探究“电流与电阻的关系”时，用到如下器材：电压恒为4V的电源，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一只，设计的电路如图所示．（1）此实验中不变量是定值电阻两端电压，滑动变阻器R′的作用是①保护电路；②保持定值电阻两端电压不变；
（2）在此探究实验过程中，当M、N两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，你认为应该采取的操作是D（填“字母”）．
A．闭合开关，读出电流表的读数 B．闭合开关，将变阻器的滑片适当向左移
C．改变电压表、电流表的量程 D．闭合开关，将变阻器的滑片适当向右移
（3）根据下面的实验数据记录表，可以得到通过导体的电流I与导体的电阻R的关系式是I=$\frac{3V}{R}$．
| 电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| 电流I/A | 0.6 | 0.3 | 0.2 | 0.15 | 0.12 | 0.1 |
分析 （1）探究“电流与电阻的关系”时，需保持定值电阻两端电压不变，定值电阻发生变化；根据该实验的目的确定滑动变阻器的作用；
（2）当电路中的电阻由5Ω换成10Ω时，分析定值电阻两点之间电压的变化，结合串联电路分压的特点以及串联电路电压的特点确定需要进行的操作；
（3）根据欧姆定律可知，要归纳电流与电阻的关系，需要保持电压不变．取一组数据代入欧姆定律公式，可求出电压，然后可归纳出电流与电阻的关系．
解答 解：（1）探究电流与电阻的关系时，被控制的变量是定值电阻两端电压；滑动变阻器R′的作用：①保护电路；②保持定值电阻两端电压不变；
（2）其它条件不变的情况下，将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后，根据串联电路分压的特点可知，定值电阻两端电压变大，为保持定值电阻两端电压不变，需增大滑动变阻器两端电压，因此需增大滑动变阻器接入电路的阻值，故需将滑片向右移动，故D选项符合题意．
（3）根据表中电阻和电流的数据和I=$\frac{U}{R}$可知，U1=I1R1=0.6A×5Ω=3V，U2=I2R2=0.3A×10Ω=3V，U3=I3R3=0.2A×15Ω=3V …
故电流I与电阻R的关系式：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{R}$．
故答案为：（1）定值电阻两端电压；①保护电路；②保持定值电阻两端电压不变；（2）D；（3）I=$\frac{3V}{R}$．
点评 此题考查了滑动变阻器的作用、串联电路的特点、数据分析能力以及控制变量法和欧姆定律公式的应用，注意探究“电流与电阻的关系”时，需保证导体两端的电压不变是此题的突破点．
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