Question

7．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）实验过程中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是：断开开关，取下5Ω电阻，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片位置，读出电流表的示数．
（2）实验最后得到如图乙所示的电流，随电阻R变化的图象．由图象可以得出结论：U一定，I与R成反比．
（3）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器．
（4）这个实验中滑动变阻器的作用是保持电阻两端电压一定．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）分析图象，得出电流与电阻的关系：电压一定，电流与电阻成反比；
（3）根据串分压的知识，当电阻值为25Ω时，所需的滑动变阻器的阻值最大，根据图象确定电路中电流，由R=$\frac{U}{I}$计算出电路中的总电阻，从而计算出滑动变阻器的阻值．
（4）探究电流与电阻关系时，需保持定值电阻两端电压不变．

解答 解：（1）探究电流与电阻关系时，需改变电阻的大小，保持电阻两端电压不变，因此实验过程中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来需断开开关，取下5Ω电阻，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片位置，读出电流表的示数．
（2）由图象知，电压一定时，电流和电阻成反比；
（3）根据串联分压的知识，当电阻R=25Ω时，滑动变阻器的阻值最大，由图象知，此时电路中的电流为0.1A；
由I=$\frac{U}{R}$得，R_总=$\frac{{U}_{总}}{I}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω；
所以R_滑=R_总-R=60Ω-25Ω=35Ω．
（4）探究电流与电阻关系时，需保持定值电阻两端电压不变，因此滑动变阻器的作用是保持电阻两端电压一定．
故答案为：（1）断开开关，取下5Ω电阻；（2）U一定，I与R成反比；（3）35；（4）保持电阻两端电压一定．

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．