Question

10．小红利用图8甲所示的电路探究电流与电阻的关系．已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）请将图甲的实物电路连接完整，且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大（导线不允许交叉）．
（2）实验中多次改变R₁的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可得出结论：在电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（3）在上述实验中，某同学在读取完电流表示数后，将5Ω改换成阻值为10Ω的电阻，更换电阻后，在读取电流表示数之前，他应进行的操作是：向A（填“A”或“B”）移动滑片，同时眼睛盯住电压表，使电压表示数为2.5V；本次实验采用的方法是控制变量法．
（4）若在实验过程中出现电流表有示数而电压表无示数，则电路出现的故障可能是灯泡短路．
（5）小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，同小组的同学帮助她分析了实验方案不可行的原因，你认为其原因是灯丝的电阻随温度的变化而改变．

Answer 1

分析 （1）（2）探究电流与电阻的关系，要控制电压表示数不变，根据图乙确定电压表示数，确定电压表量程与电阻并联；由变阻器滑片向右移动时电流表示数变大确定变阻器的连接，电流表串联在电路中；
（3）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
（4）过程中出现电流表有示数，则电路为通路，根据电压表无示数分析电路可能出现的故障；
（5）探究电流与电压的关系时，要控制电压表示数不变，根据灯丝的电阻随温度的变化而改变分析．

解答 解：（1）（2）探究电流与电阻的关系，要控制电压表示数不变，根据图乙，由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$，电压表示数为：
U=IR=0.5A×5Ω=----=0.1A×25Ω=2.5V------①，故电压表选用小量程与电阻并联，
使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大，即电阻变小，故滑片以右电阻丝连入电路中，电流串联在电路中，如下所示：

（2）由①式知，电流与电阻的积为一定值，即在电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（3）根据串联分压原理可知，将定值电阻R₁由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向A端移动，使电压表的示数为2.5V；
（4）若在实验过程中出现电流表有示数，则电路为通路，而电压表无示数，则电路出现的故障可能是灯泡短路．
（5）探究电流与电压的关系时，要控制电压表示数不变，因灯丝的电阻随温度的变化而改变，故她的实验方案不可行．
故答案为：（1）如上所示；（2）在电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（3）A；2.5；控制变量法；（4）灯泡短路；（5）灯丝的电阻随温度的变化而改变．

点评 本题探究电流与电阻的关系，考查电路的连接、数据分析、控制变量法的运用、操作过程、故障分析、影响电阻大小的因素等知识．