探究“一定电压下.电流与电阻的关系．提供的实验器材有电源.电流表.电压表各一个.开关一个.三个定值电阻.滑动变阻器三个R1.R2( 20Ω.0.5A ).R3.导线若干．(1)实验时.在a.b间先接入20Ω的电阻.闭合开关.移动滑片P使电压表的示数为2V.记下相应电流值.再改接15Ω的电阻.此时滑片P应向E端移动.移动滑动变阻器的目的是� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．

探究“一定电压下，电流与电阻的关系”．提供的实验器材有电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一个，开关一个，三个定值电阻（10Ω，15Ω，20Ω），滑动变阻器三个R₁（40Ω，1A），R₂（ 20Ω，0.5A ），R₃（ 40Ω，0.1A），导线若干．
（1）实验时，在a、b间先接入20Ω的电阻，闭合开关，移动滑片P使电压表的示数为2V，记下相应电流值，再改接15Ω的电阻，此时滑片P应向E（填“E”或“F”）端移动，移动滑动变阻器的目的是保持定值电阻两端电压为2V不变．
（2）如表所示，根据分析，得到的结论是电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．

R/Ω	10	15	20
I/A	0.2	0.13	0.1

（3）若要完成这个实验，则滑动变阻器要选择哪个R₁（填滑动变阻器的序号）

分析（1）将20Ω的电阻换成了15Ω的电阻时，电路中的总电阻变小，电路中的电流增大，滑动变阻器两端的电压变大，电压表的示数变小；要探究电流和电阻之间关系，必须保持电阻两端的电压不变，即与电阻并联的电压表示数不变，为保证电阻两端的电压不变，要通过调节滑片，使滑动变阻器两端的电压变小，从而使电阻两端的电压变为原来的值．
（2）分析表格中数据，得出电流与电阻的关系．
（3）根据串分压的知识，定值电阻越大，所需的滑动变阻器的阻值越大，根据定值电阻的最大阻值结合欧姆定律便可计算出所需滑动变阻器的最大阻值．

解答解：（1）将20Ω的电阻换成了15Ω的电阻时，串联电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知电路中电流变大，滑动变阻器分得的电压变大，电阻分得的电压变小；要探究电流和电阻之间关系，必须保持电阻两端的电压不变，即与电阻并联的电压表示数不变，所以应调节滑片向E移动，减小滑动变阻器接入电路的电阻，使电压表的示数达到2V时，读取电流表示数．因此移动变阻器滑片P的目的保持定值电阻两端电压为2V不变．
（2）由表格中数据知，电压一定时，导体的电阻增大为原来的几倍，通过电阻的电流变为原来的几分之一，故可得结论：电压一定时，导体中的电流与导体电阻成反比．
（3）由表格中数据知，当定值电阻的阻值为20Ω时，电流I=0.1A，
所需滑动变阻器的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4.5V-2V}{0.1A}$=25Ω＞20Ω；
由表格中数据知，当定值电阻的阻值为10Ω时，电流为0.2A＞0.1A，
故要完成这个实验，滑动变阻器应选择R₁．
故答案为：（1）E；保持定值电阻两端的电压为2V不变；（2）电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（3）R₁．

点评本题考查了探究电流跟电阻关系的实验，探究的方法是控制变量法，并且能够根据题目数据选择合适的滑动变阻器．