Question

15．小明利用如图（甲）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）由电路图甲连接实物图乙（导线不允许交叉）．
（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（选填“电压”或“电流”）表示数保持不变，记下数据，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象．
①由图象可以得出结论：电压一定时，电压一定时，导体中的电流与电阻成反比．
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，电压表的示数将会变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）；此时应该向左（选填“左”或“右”）移动滑片，使电压表示数为2.5V，然后记录电流表的值．
（3）由题中所给器材判断，为了完成整个实验，应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器．

Answer 1

分析 （1）电压表并联在定值电阻两端，要注意正负接线柱的连接，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）导体中的电流与电压和电阻有关，研究电流与电阻的关系需要保持电阻两端的电压不变；
①分析图丙中图象，曲线上每一点对应的电流和电阻的乘积相等，据此得出结论；
②断开开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时接入电路中的电阻最大，将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻接入电路后，应减小滑动变阻器接入电路中的电阻，使电压表的示数达到原来的示数不变；
（3）根据串联分压的知识，当电阻值为25Ω时，所需的滑动变阻器连入的阻值最大，根据图象确定电路中电流，利用欧姆定律计算出电路中的总电阻，从而计算出滑动变阻器的阻值．

解答 解：
（1）电压表要测量定值电阻两端的电压，其负接线柱与定值电阻的右接线柱相连，滑动变阻器的任意上方接线柱与定值电阻的右接线柱相连，如图所示：

（2）研究电流与电阻的关系，需要保持电阻两端的电压不变，所以多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变；
①分析图丙图象，曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.5V，由此得出结论：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比；
②断开开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时接入电路中的电阻最大，将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻接入电路后，分压变大，电压表的示数不安大；为控制变量，此时应增大滑动变阻器接入电路中的电阻，即向左移动滑片，减小电路中的电流，使电阻两端的电压减小，使电压表的示数达到2.5V．
（3）根据串联分压的知识，当电阻R=25Ω时，滑动变阻器连入的阻值最大，由图象知，此时电路中的电流为0.1A；
由欧姆定律得，R_总=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω；
所以R_滑=R_总-R=60Ω-25Ω=35Ω．
应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器．
故答案为：
（1）如图所示；
（2）电压；
①通过导体的电流与导体的电阻成反比； ②变大；左；2.5；
（3）35．

点评 此题是探究电流跟电阻的关系实验，需使电阻两端的电压不变，考查了对图象的分析，同时涉及到了串联电路电流、电压的关系，及欧姆定律的变形应用．