Question

9．小琴在“探究电压一定时，电流与电阻关系”的实验中，可供使用的实验器材有：电源（电压恒为6V）、电流表、滑动变阻器、开关各一个、阻值不同的定值电阻四个（5?、10?、l5?、20?），导线若干．

（1）图1是小琴连接的实物电路，开关闭合前，应将滑动变阻器滑片移至d处（选填“c”或“d”）．
（2）实验时，小琴先把阻值为5?的电阻接入a、b间，闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为2.4V，记下相应的电流值；
（3）将5?的电阻换成l0?的电阻接入a、b间，闭合开关后，滑片P应向右（选填“左”或“右”）端移动，直至电压表示数为2.4V，记下相应的电流值：
（4）再将10?的电阻换成15?的电阻接入a、b间，重复步骤（3）；
（5）小琴在换用20?电阻做实验时，发现电阻已经损坏，她灵机一动，利用现有的几个电阻解决了这个问题．请你写出小琴的做法：将5Ω和15Ω的电阻串联．
（6）实验完成后，得到实验数据，如表所示：

实验序号	电压U/V	电阻R/Ω	电流I/A
1	2.4	5	0.48
2	2.4	10	0.24
3	2.4	15	0.16
4	2.4	20	0.12

分析数据可得：电压一一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比．
（7）用此电路也可以测量某未知电阻R_x的阻值，小琴同学按照图2所示的电路图连接电路，进行实验．实验中滑动变阻器的作用是保护电路、可以进行多次测量．．小琴从参考书上看到，电压表内阻虽然较大，在实际电路中也有一定电流通过．其测量值与真实值得关系是R_X测＜R_x真（选填：“＜”、“=”或“＞”）．

Answer 1

分析 （1）根据连接实物电路的正确方法进行分析，即闭合开关前，使滑动变阻器接入电路的阻值最大；
（3）研究导体中的电流与电阻的关系，由控制变量法的思路可知，需要保证导体两端的电压不变，当电路中的电阻由5Ω换成10Ω时，阻值变大，分担电压变大，为了保证电阻两端电压保持不变，需要眼睛注视电压表，向右调节滑片，使其电阻增大，分担电压变大，从而使电阻两端电压减小，直到减小到2.4V；
（5）串联总电阻等于各电阻阻值之和；
（6）电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；
（7）电路中滑动变阻器的作用：闭合开关前滑片处于最大阻值处，保护电路；移动滑片，改变连入电路电阻，改变被测电阻的电压和电流，完成多次测量．根据通过未知电阻R₁的电流变化，利用欧姆定律分析．

解答 解：（1）为了保护电路，闭合开关前，使滑动变阻器接入电路的阻值最大，即滑到d端；
（3）研究导体中的电流与电阻的关系，需要保证导体两端的电压不变，当电路中的电阻由5Ω换成10Ω时，阻值变大，分担电压变大，为了保证电阻两端电压保持不变，需要眼睛注视电压表，向右调节滑片，使其电阻增大，分担电压变大，从而使电阻两端电压减小，直到减小到2.4V；
（5）根据串联电阻的特点，可将一个将5Ω和15Ω的电阻串联，其总电阻为20Ω；
（6）①分析实验数据可知，电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；
（7）闭合开关前，滑片处于最大阻值处，电路电阻最大，电流最小，对电路起保护作用．
定值电阻的阻值不变，不同电压下，阻值不变，为了减小误差，需要移动滑片，多次测量求平均值．
若用此电路去测量某未知电阻R₁的阻值，由于电压表分流作用，电流测量值大于真实值，由欧姆定律可知，电阻测量值小于真实值．
故答案为：（1）d；（3）右；（5）将5Ω和15Ω的电阻串联；（6）导体中的电流与导体的电阻成反比；（7）保护电路、可以进行多次测量；＜．

点评 此题主要考查的是学生对滑动变阻器的使用、串联电路的分压特点的理解和掌握，同时考查了学生根据数据分总结规律的能力，对学生的要求较高，难度较大．