Question

18．小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系．己知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）．
（2）小明连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片时，发现电流表指针正常偏转，电压表示数为零，则发生这种故障的原因可能是电阻R短路（或电压表短路）．
（3）排除故障后，实验中多次改变R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，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象．
①由图象可以得出结论电压一定时，电流与电阻成反比．
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，直接拆下改换成10Ω的电阻，移动滑片，使电压表示数为2.5V时，读出电流表的示数．他认力这样操作简单方便．那么请指出他在操作中的错误：没有断开开关．
③为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器．
（4）以下实验与“探究电流与电阻的关系”进行多次测量的目的不相同的是C．
A．探究重力大小与质量的关系    B．探究杠杆的平衡条件
C．刻度尺测物体的长度．

Answer 1

分析 （1）变阻器接线柱按一上一下接入电路中，电压表与定值电阻并联；
（2）移动滑动变阻器滑片时，发现电流表指针正常偏转，说明电路连通，变阻器正常，根据电压表示数为零分析判断；
（3）

解答 解：（1）变阻器接线柱按一上一下接入电路中，电压表与定值电阻并联，如下所示：
 
（2）小明连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片时，发现电流表指针正常偏转，说明电路连通，变阻器正常，因电压表示数为零，则发生这种故障的原因可能是：电阻R短路（或电压表短路）
（3）①电流I随电阻R变化的图象如图丙所示，电阻与对应的电流之积U=IR=0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=----=2.5V为定值，故由图象可以得出结论是：电压一定时，电流与电阻成反比；
②连接电路时，为保护电路，要断开开关，上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，直接拆下改换成10Ω的电阻，移动滑片，使电压表示数为 2.5V时，读出电流表的示数，他没有断开开关；操作是错误；
③根据串联电路电压的规律，变阻器分得电压U滑=6V-2.5V=3.5V，变阻器的电压为定值电阻电压的$\frac{3.5V}{2.5V}$=1.4倍，当接入25Ω的电阻时，由分压原理，变阻器连入电路中的电阻R_滑=1.4×25Ω=35Ω，故为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器；
（4）探究电流与电阻的关系进行多次测量的目的是为了得出普遍性的结论：
A．探究重力大小与质量的关系，是为了为了得出普遍性的结论，符合题意；
B．探究杠杆的平衡条件，是为了为了得出普遍性的结论，符合题意；
C．刻度尺测物体的长度，是为了取平均值减小误差，不符合题意．
故选C．
故答案为：（1）如上所示；
（2）电阻R短路（或电压表开路）；
（3）①电压一定时，电流与电阻成反比； ②2.5； 没有断开开关；③35；
（4）C．

点评 本题探究电流跟电阻的关系，考查电路的连接、故障的分析、数据处理、操作过程、器材的选择及控制变量法和归纳法、多次测量的不同目的．