Question

19．在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有：学生电源（3V不变），电流表、电压表、定值电阻四只（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一只），滑动变阻器20Ω 1A，开关、导线若干．
（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整，要求滑片P向B端移动时电路中电流变大．
（2）小明想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，你认为他的实验方案可行吗？不可行（选填“可行”或“不可行”）
（3）某次实验中，连接好电路，闭合开关时，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约3V，调节滑动变阻器的阻值，两电表示数均无明显变化，电路故障原因可能是B．
A．R短路     B．R断路    C．滑动变阻器断路
（4）排除故障后，更换不同定值电阻进行了实验，记录实验数据如表：

实验次数	1	2	3	4
电阻/Ω	5	10	20	25
电流/A	0.40	0.20	0.10	0.08

分析表中数据可得到的结论是：电压不变时，电流与电阻成反比
（5）接着为了测量更多组数据，又提供了30Ω、35Ω、40Ω、45Ω、50Ω定值电阻各一个，其中定值电阻45Ω和50Ω不能使用．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器串联接入电路中，滑片P向B端移动时电路中电流变大，则电阻减小；
（2）知道灯丝的电阻受温度的影响，要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变；
（3）连接好电路，闭合开关时，发现电流表示数几乎为零，说明电路可能断路；电压表示数约为3V，说明电压表与电源的两极连通，则与电压表并联的电阻之外的电路是连通的，说明与电压表并联的电阻断路了；
（4）根据欧姆定律，分析表中数据得出结论；
（5）根据串联分压特点进行分析解答．

解答 解：（1）滑动变阻器串联接入电路中，滑片P向B端移动时电路中电流变大，则电阻减小，故应接B接线柱；如图：
；
（2）由于灯丝的电阻受温度的影响，要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变，所以不能用小灯泡做此实验；
（3）由上分析，在实验中，连接好电路，闭合开关时，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为3V，调节滑动变阻器的阻值，两电表示数均无明显变化，电路故障原因可能是：电阻断路；
（4）由表中数据，根据欧姆定律U_R=IR=0.4A×5Ω=…=2V，即电流与电阻之积为一定值，故可得结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（5）电阻两端的电压U=2V，则滑动变阻器两端的电压为3V-2V=1V，根据串联分压特点可知，
$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$，则$\frac{2V}{1V}$=$\frac{{R}_{1}}{20Ω}$，解得：R₁=40Ω，故45Ω和50Ω定值电阻不能接入电路．
故答案为：（1）如图；（2）不可行；（3）B；（4）电压不变时，电流与电阻成反比；（5）45Ω和50Ω．

点评 此题是探究电流跟电阻的关系实验，需使电阻两端的电压不变，考查了对图象的分析，同时涉及到了串联电路电流、电压的关系，及欧姆定律的变形应用．