题目内容
【题目】小明要探究“通过导体的电流与电阻的关系”，器材有：滑动变阻器、开关、电源（电压恒定但未知）各一个，电流表、电压表各一只，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），导线若干：
电阻R/Ω | 20 | 15 | 10 |
电流I/A | 0.20 | 0.27 | 0.40 |
(1)如图是小明连接的部分实物图，请你用笔画线代替导线，将实物连接完整；要求滑片向右移时电流表示数变大；
（________）
(2)小明先后用 20Ω、15Ω、10Ω三个定值电阻进行了实验，测得数据如表所示，分析实验数据可得结论：__________。接着又选用了一个 5Ω的电阻进行实验，结果发现实验不能正常进行。为完成此次实验，电路需做出的调整是_________；
(3)在使用定值电阻 20Ω 和 10Ω 进行实验过程中，读取数据时，滑动变阻器消耗的电功率之比为_________；
(4)若滑动变阻器规格为“15Ω 1A”，为完成实验，电源电压不能高于________V。
【答案】
电压一定时，电流和电阻成反比 电流表换用大量程 1∶2 7
【解析】
(1)[1]滑动变阻器一上一下接入电路，滑片向右移时电流表示数变大，即滑片向右移时阻值减小，故接右下接线柱；如图所示：
(2)[2]由表格中数据知，导体两端的电压
UR =I1R1=I2R2=I3R3=4V
导体的电阻改变，而电压不变，由数据可知，电流与电阻的乘积为定值，可得电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[3]电阻两端的电压为4V，若选用5Ω多的电阻，则通过电阻的电流应为
I=
=
=0.8A
超过了电流表的量程，所以实验不能正常进行，应将电流表换用大量程。
(3)[4]根据图乙可知，当20Ω的电阻接入电路时，电路电流为0.2A；当10Ω电阻接入电路时，电路电流为0.4A；因为定值电阻两端电压相等，电源电压不变，因此滑动变阻器两端电压也相等；由P=UI可得，滑动变阻器消耗的电功率之比
P1∶P4=I1∶I4=0.2A∶0.4A=1∶2
滑动变阻器消耗的电功率之比为1∶2。
(4)[5]当电阻为20Ω， 滑动变阻器的最大值为15Ω时，变阻器两端的电压应为
U滑∶ UR=R滑∶R=15Ω∶20Ω=3∶4
即
U滑∶4V=3∶4
解得U滑=3V，则电源电压最大为
U= U滑
UR=3V4V=7V
为完成实验，电源电压不能高于7V。
