题目内容

16．甲、乙两小组探究“电流与电压和电阻的关系”，老师提供的实验器材有：电源，电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），两只滑动变阻器（规格分别为“15Ω 1.5A”和“30Ω  1A”），小灯泡一只（正常工作的电压为2.5V），导线若干．

（1）甲小组探究“电流与电压的关系”：
①请你根据图甲的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整．
②进行实验得到的数据如表，
电压U/V1.01.52.02.5
电流I/A0.20.30.40.5
根据表里的数据，请在图2坐标纸上做出电流-电压关系图象
由此可得到的实验结论是在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比．
（2）乙小组探究“电流与电阻的关系”：
①将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为1.5V，并记下相应的电流值．再用10Ω的电阻替代5Ω的电阻，此时滑片应向右（填“左”或“右”）端移动，移动滑动变阻器的目的是保持定值电阻两端电压为1.5V不变．
②为了完成用四个定值电阻进行实验，应选择滑动变阻器的规格是30Ω 1A．
（3）如图3是实验小组在探究过程中，根据数据绘制的图象，其中表示电压不变时，电流随电阻变化的图象是甲图．（填“甲”或“乙”）

分析 （1）①电压表并联在定值电阻两端，滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中；
②根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来；
根据表格中数据得出电流与电压的正比例关系；
（2）①要探究电流和电阻之间关系，必须保持电阻两端的电压不变；用10Ω的电阻替代5Ω的电阻，其分担的电压增大，因此通过调节滑动变阻器使其两端的电压减小，让电压表示数保持不变；
②电源电压为3V，定值电阻中最大的阻值为20Ω，分担的电压为1.5V，所以滑动变阻器两端的电压也是1.5V，所以滑动变阻器接入电路中的阻值不能小于20Ω；
（3）当电压不变时，电流与电阻成反比；当电阻不变时，电压和电流成正比．

解答 解：（1）①根据图1甲的电路图可知，电压表并联在定值电阻两端，滑动变阻器接入电路时要按照“一上一下”的原则串联在电路中，如下图：

②根据表格中数据描点，并连线，如图所示：

分析表中数据可以得出：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；
（2）①将5Ω的电阻换成了10Ω的电阻时，串联电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，滑动变阻器分得的电压变小，电阻分得的电压变大；
要探究电流和电阻之间关系，必须保持电阻两端的电压不变，即与电阻并联的电压表示数不变，所以应调节滑片向右移动，增大滑动变阻器接入电路的电阻，使电压表的示数达到1.5V时，读取电流表示数．因此小李移动变阻器滑片P的目的保持定值电阻两端电压为1.5V不变；
②当20Ω的电阻接入电路时，为使电压表的示数为1.5V，因为电源电压为3V，所以滑动变阻器两端的电压也是1.5V，所以滑动变阻器接入电路中的阻值是20Ω；若选用规格为“15Ω，1.5A”滑动变阻器，无论怎样移动滑片P，电压表的示数始终无法达到1.5V；因此需要选择“30Ω 1A”的滑动变阻器．
（3）在保持电压不变时，电流跟电阻成反比，则I-R图象是反比例函数图象，故为甲图；
在保持电阻不变时，电流跟电压成正比，则I-U图象是正比例函数图象，故为乙图．
故答案为：（1）①见上图；②见上图；在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；（2）①右；保持定值电阻两端电压为1.5V不变；②30Ω  1A；（3）甲．

点评 此题为探究“电流与电压和电阻的关系”实验，考查学生对电路的连接、电路故障的分析、数据分析能力、串联电路的分压特点、图象分析的理解和掌握，综合性很强，难度很大，中考常见题型．

练习册系列答案
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