Question

8．在“探究电流与电阻的关系”实验中，现有器材如下：导线、开关、电源（电压恒定但未知），四个定值电阻R₁（5Ω）、R₂（10Ω）、R₃　（15Ω）、R₄（20Ω），标有“XΩ　1A”的滑动变阻器（阻值模糊不清）．电压表（可用量程：0～3V、0～15V），电流表（可用量程：0～0.6A）．
（1）设计并正确连接如图甲所示的电路，把定值电阻R₁接入图甲中的A、B两点之间，将滑动变阻器的滑片移到最右端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V时，电流表的示数应为0.4A．
（2）当用R₂替换R₁后，滑动变阻器的滑片应向右（左端或右端）移动．
（3）分别用定值电阻R₂、R₃、R₄依次替换R₁，重复（1）的实验步骤．根据所得的四次实验数据绘制出I-R图象，如图乙所示，由图象可得出的结论是：在电压不变时，通过导体的电流与电阻大小成反比．

Answer 1

分析 （1）由欧姆定律求电流表示数；
（2）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；
（3）由图象数据，求出电流与电阻之积的关系得出结论．

解答 解：（1）电压表的示数为2V时，由欧姆定律，电流表的示数应为：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2V}{5Ω}$=0.4A；
（2）根据串联分压原理可知，将定值电阻由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，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V；
（3）根据图可知，U=IR=0.5A×4Ω=0.2A×10Ω=---0.1A×20Ω=2V为定值，故得出的结论是：在电压不变时，通过导体的电流与电阻大小成反比．
故答案为：（1）0.4；（2）右；（3）在电压不变时，通过导体的电流与电阻大小成反比．

点评 本题探究电流与电阻的关系，考查欧姆定律的运用、控制变量法、操作过程、数据分析等知识．