Question

8．利用图甲所示实物电路探究“导体中电流跟电阻的关系”．提供的器材有：电压恒为6V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，要求滑片P向A端移动时，滑动变阻器的阻值变大．（连线不能交叉）
（2）实验数据如表，第1次实验结束，要进行第2次实验，正确的操作步骤是：断开开关，将5Ω的电阻换成10Ω，闭合开关，滑片向左移动，保持电压表示数2V不变．

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

（3）第2次实验中电流表的示数如图乙所示，则电流表示数为0.2A．
（4）结合实验数据可知，选用的滑动变阻器的最大阻值至少是40Ω．

Answer 1

分析 （1）根据实验原理连接实物电路图．
（2）探究电流与电阻的关系时，应控制不同定值电阻的电压不变，当换成较大的电阻时，根据分压原理，判断电压的变化，再确定滑滑片移动的方向．
（3）由图示电流表确定其量程与分度值，然后读出其示数．
（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）滑动变阻器的滑片P向A端移动时滑动变阻器的阻值变大，滑动变阻器应接B接线柱，把滑动变阻器串联接入电路，电压表与定值电阻并联，实物电路图如图所示：

（2）由第1次实验数据可知，电阻两端的电压为U=IR=0.4A×5Ω=2V，探究电流与电阻的关系时，应控制不同定值电阻的电压不变．断开开关，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，根据分压原理，定值电阻的电压将增大，因要控制电压2V保持不变，所以应减小定值电阻的电压而增大变阻器的电压，所以变阻器连入电路中的电阻应增大，所以滑片向左移动，保持电压表示数2V不变．
（3）由图乙电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A．
（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，滑动变阻器的阻值也变大，此时电路中电流为0.1A，
所以选用的滑动变阻器的最大阻值至少是R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V-2V}{0.1A}$=40Ω．
故答案为：（1）如上图；（2）滑片向左移动，保持电压表示数2V不变；（3）0.2；（4）40．

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．