Question

15．探究“电流与电阻的关系”．器材有：滑动变阻器、开关、电源（电压恒为6V）各一个，电流表、电压表各一块，三个定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω），导线若干．
表1

电压U/V	4
电阻R/Ω	20	15	10
电流I/A	0.20	0.28	0.40

表2

电阻R/Ω	10
电压U/V	2	3	4	5	6
电流I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（1）图甲是小明连接的电路，闭合开关前，滑片应置于B端（选填“A”或“B”）．
（2）闭合开关后，移动滑片，使与电阻（20Ω）并联的电压表示数为4V，读出电流表示数，再分别改接15Ω、10Ω的电阻，重复上述实验，收集的实验数据如表1所示．老师告诉小明有一组数据误差较大，便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据．当他把5Ω的电阻接入电路时，他应该调节变阻器使电压表示数仍为4V，但调节时却发现实验不能继续进行了，其原因是电流超过了电流表0-0.6A的量程．改变连接后继续实验，当电压表示数为4V时，电流表示数如图乙所示，为0.8A．综合分析数据可得：电压一定时，I与R成反比．
（3）小明又利用上述实验器材探究“电流与电压的关系”，将滑片从一端移到另一端的过程中，收集的实验数据填入了表2中．分析表2中数据可得：电阻一定时，I与U成正比．分析可知，小明使用的变阻器的最大阻值为20Ω．

Answer 1

分析 （1）在连接电路时，闭合开关前滑片必须处于最大阻值处；
（2）电路中分别接入20Ω、15Ω、10Ω的电阻，实验能够正常进行，说明电路是正常的，改接5Ω电阻后，电路不能正常进行，是由于超过了电流表所选的量程；先确定电流表选择的量程和最小分度值，再读出电流表的示数；综合数据分析可知，电压一定时，导体中的电流和导体的电阻成反比；
（3）电阻一定时，导体中的电流和导体两端的电压成正比；

解答 解：
（1）据所学知识可知，在连接电路时，闭合开关前滑片必须处于最大阻值处，即闭合开关前，滑片应置于B端；
（2）若再接入5Ω的电阻时，据I=$\frac{U}{R}$=$\frac{4V}{5Ω}$=0.8A，故实验不能正常进行，是由于超过了电流表所选的量程；
据上可知，电阻两端的电压为4V，电流表应该选择0～3A量程，所以示数为0.8A；
综合数据分析可知，电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比；
（3）小明又利用上述实验器材探究“电流与电压的关系”，将滑片从一端移到另一端的过程中，收集的实验数据填入了表2中．分析表2中数据可得：电阻一定时，I与U成正比．
当滑片移到最小阻值处，即接入电路中的电阻为0时，电路中电流I=0.6A，
定值电阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω；
当滑片移到最大阻值处，电路中电流I=0.2A，
电路中的总电阻R_串=$\frac{U}{I′}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，
滑动变阻器的阻值R′=R_串-R=30Ω-10Ω=20Ω；
故答案为：（1）B； （2）电流超过了电流表0-0.6A的量程；   0.8；  I与R成反比；（3）I与U成正比；20．

点评 本题是探究通过电阻的电流与电阻大小的关系实验，涉及到电路图的连接、电路故障的分析、滑动变阻器的使用、电流表的读数、串联电路的特点、欧姆定律的应用和控制变量法的应用，涉及的知识点较多，要深入理解和熟练掌握．