Question

16．小明同学想“探究电流跟电阻的关系”．于是他找来了一些器材，开始了科学探究．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）他首先连接了如图（甲）所示的电路图．为保证电路安全，连接电路时，开关应断开．
（2）他的实验步骤为：
①先让5Ω电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，记录电流表示数；
②将5Ω电阻换成10Ω电阻，闭合开关后发现电压表示数大于1.5V，应将滑动变阻器的滑片向右（填“左”或“右”）移动，当观察到电压表示数为1.5 V时，记录电流表示数；
③将10Ω电阻换成15Ω电阻，闭合开关后发现：当滑动变阻器的滑片移动到最右端时，电流表和电压表的示数如图（乙）所示．出现上述情况的原因可能是B
A．滑动变阻器最大阻值太大
B．滑动变阻器最大阻值太小
C．滑动变阻器断路
D．定阻电阻短路
（3）更换部分实验器材，继续完成整个探究实验后，用测得的数据绘制了如图（丙）的图象，根据该图象可以得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成反比．
（4）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于75Ω的滑动变阻器．

Answer 1

分析 （1）为保护用电器，在连接电路过程中，开关要断开；
（2）探究“电流与电阻的关系”，需保持电阻两端的电压不变；
根据串分压的知识，电阻越大，分得的电压越大，要保持电压表的示数不变，需通过滑动变阻器进行调节；
（3）研究电流与电压电阻的关系时，要用到控制变量法，通过对图象数据的分析可以得出结论；
（4）为完成整个实验，根据图象以及电阻R和滑动变阻器串联分压的特点，来正确分析和计算出滑动变阻器的最小电阻值．

解答 解：
（1）为保证电路安全，连接电路时，开关应断开；
（2）②根据串联电阻分压的知识，将5Ω电阻换成10Ω电阻，闭合开关后发现电压表示数大于1.5V，所以应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向右滑动，直到电压表示数为1.5V；
③由图2知，电流表的示数为0.12A，电压表的示数为1.8V；
将10Ω电阻换成15Ω电阻，当滑动变阻器的滑片移动到最右端时，导体两端的电压太大，则不是电阻短路，并说明滑动变阻器的分得的电压太小，则是由于滑动变阻器阻值太小造成的．
（3）分析图象数据可知，定值电阻两端的电压保持1.5V不变，电阻变为原来的几倍，通过的电流变为原来的几分之一，故可得结论：电压一定，导体中的电流跟导体的电阻成反比；
（4）由题目的要求和图象可知，电阻R的最大阻值R=25Ω，此时的最小电流I_小=0.06A，那么，此时的总电阻最大值为：
R_大=$\frac{U}{{I}_{最小}}$=$\frac{6V}{0.06A}$=100Ω，
故要求滑动变阻器的最大值不能小于R_大′=R_大-R=100Ω-25Ω=75Ω．
故答案为：（1）断开；（2）②右；1.5；③B；（3）电压一定时，电流与电阻成反比；（4）75．

点评 此题属于电学方面的综合题目，考查的知识点比较广泛，综合性比较强，对学生的综合能力要求比较高，属于中考题目的热点和焦点．因此，在做这方面的题目时，一定要静下心来，仔细阅读，认真审题．