Question

18．小莉同学在做探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”的实验．实验中可供使用的器材有：电流表（量程0-0.6A，0-3A）、电压表（量程0-3V，0-15V）、定值电阻R₁（阻值为10Ω）、定值电阻R₂（阻值为20Ω）、定值电阻R₃（阻值为30Ω）、滑动变阻器R′（50Ω，1A）、干电池二节、开关和导线若干．则：
（1）多次调节滑动变阻器，测出电阻R两端的电压和对应的电流值如下表所示．由表中数据可知，小莉实验时所选用电阻R的阻值为10Ω．

U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/A	0.05	0.10	0.16	0.20	0.24	0.30

（2）将表格里的实验数据绘制成图象．
（3）分析图象，可以得出的结论是：电阻不变，导体中的电流与电压成正比．
（4）小莉又换接10Ω和15Ω的电阻，重复上述实验，这是为了使得到普遍性结论．
（5）另一组的小斌也使用同样的器材，要完成探究“两端相同电压，电流跟电阻大小的关系”的实验．在更换10Ω、20Ω、30Ω电阻前，他需要选择一个不变的电压值，作为电阻两端的相同电压．那么，这个电压值不能小于1.2V．（只保留一位小数）

Answer 1

分析 （1）根据表格中数据由R=$\frac{U}{I}$计算得出；
（2）根据表格中数据描点并连线；
（3）分析图象，得出电流和电压的正比例关系；
（4）为了使结论更具普遍性，实验中应换用不同的电阻进行探究；
（5）根据串分压的知识，当定值电阻的阻值为30Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大，计算出滑动变阻器阻值为50Ω、电阻为30Ω时的电压便是最大电压．

解答 解：（1）根据表格中数据，由公式R=$\frac{U}{I}$可知，电阻的阻值大约为10Ω；
（2）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来，如图所示：

（3）由图象知，为一条过原点的直线，可知电阻不变，导体中的电流与电压成正比；
（4）实验中换接不同的电阻进行实验，是为了使实验结论更具普遍性；
（5）当定值电阻的阻值为30Ω时，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，该电阻两端的电压最小，U_最小=$\frac{U}{R+{R}_{滑}}$•R=$\frac{3V}{30Ω+50Ω}$×30Ω=1.125V，只保留一位小数，所以电压不能低于1.2V．
故答案为：（1）10；（2）见上图；（3）电阻不变，导体中的电流与电压成正比；（4）得到普遍性结论；（5）1.2．

点评 探究电流跟电压的关系，需保持电阻的阻值不变，改变电压，本题考查了电流和电压的关系，图象的画法及电压值的判断，其中（5）问是该题的难点，能够判断出滑动变阻器为50Ω，电阻值为30Ω时，电压表的示数即为最小的电压值．