Question

8．小明利用如图甲所示实物电路探究“导体中电流跟电阻的关系”．提供的实验器材有：电压恒为5V的电源、电流表、电压表、四个不同阻值的定值电阻、滑动变阻器、开关、导线若干

（1）图甲中部分导线已连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整．
（2）实验数据如表，第2次实验中电流表的示数如图乙所示，则电流表示数为0.20A．

次数	1	2	3	4
电阻/Ω	5	10	15	20
电流/A	0.40		0.13	0.10

（3）分析表中数据可得出结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
（4）结合表中数据可知，小刚选用的滑动变阻器的最大阻值至少是30Ω．

Answer 1

分析 （1）图甲中还未连入的元件有电压表和滑动变阻器，电压表应并联到定值电阻两端，滑动变阻器按照“一上一下”连入电路．由此连接电路；
（2）由表格数据可知电流表使用的量程，由电流表量程和分度值读出其示数；
（3）研究电流跟电阻关系时，控制电压不变，分析电流和电阻的变化关系得出结论；
（4）根据表格中数据，用公式U=IR计算出导体两端的电压；
根据串分压的知识，当定值电阻的阻值最大时，所需的滑动变阻器的阻值也最大，结合欧姆定律的知识计算得出．

解答 解：
（1）把电阻、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在电阻两端，注意滑动变阻器已接了右下角的接线柱，所以应将其上面的一个接线柱接入电路中，如图所示：

（2）由表格各次实验，电流都小于0.6A，所以实验中电流表使用的是0-0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.2A；
（3）研究电流跟电阻之间的关系，电流的变化倍数与电阻变化倍数的倒数相等，故可得结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
（4）电压表的示数保持不变，由表格中数据知，U_R=I₁R₁=5Ω×0.4A=2V；
根据串分压的知识，当定值电阻的阻值最大为20Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大，此时电路中电流为$\frac{2V}{20Ω}$=0.1A，
所以R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{5V-2V}{0.1A}$=30Ω．
故答案为：（1）见上图；（2）0.2；（3）在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（4）30．

点评 本题是探究“导体中电流跟电阻的关系”的实验，考查了电路连接、实验方法、电表读数、数据分析等，考查全面，难度不大，这个实验是常考题，能灵活运用控制变量是关键．