Question

19．小刚利用如图甲所示电路探究“导体中电流跟电阻的关系”．提供的实验器材有：电压恒为6V的电源、电流表、电压表、四个不同阻值的定值电阻、滑动变阻器、开关、导线若干．
（1）实验中通过调节滑动变阻器保持电阻R两端电压不变，这种方法是A（选填字母）；
        A．控制变量法        B．转换法          C．等效替代法
（2）小刚连好电路闭合开关，发现电流表示数较大、电压表示数为零，则电路故障原因可能是A（选填字母）；
        A．电阻R发生了短路             B．滑动变阻器发生了断路           C．滑动变阻器发生了短路
（3）实验数据如表，第2此实验中电流表的示数如图乙所示，则电流表示数为0.2A；

次数	1	2	3	4
电阻/Ω	5	10	15	20
电流/A	0.40		0.13	0.10

（4）结合表中数据可知，小刚选用的滑动变阻器的最大阻值至少是40Ω；
（5）分析表中数据可得出结论电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．

Answer 1

分析 （1）要探究电流与电阻的关系，要控制电压不变，运用了控制变量法；
（2）逐一分析四个选项，找出正确答案；
（3）由图乙可知电流表使用小量程，由电流表量程和分度值读出其示数；
（4）根据表格中数据，用公式U=IR计算出导体两端的电压；
根据串分压的知识，当定值电阻的阻值最大时，所需的滑动变阻器的阻值也最大，结合欧姆定律的知识计算得出
（5）分析表中电流和电阻的变化关系得出结论；

解答 解：（1）导体中电流跟电阻和电阻两端电压有关，所以实验中要使用控制变量法，故A正确，BC错误；
（2）A、若电阻R发生了短路，电路为通路，电路中电阻较小，根据欧姆定律，电路中的电流较大；
电压表测电阻的电压，则电压表示数为0，符合题意，正确；
 B、若滑动变阻器发生了断路，则电路为断路，两表均无示数，与题意不符，错误；
C．若滑动变阻器发生了短路，则电压表示数为电源电压，与题意不符，错误；
选A；
（3）由图知，实验中电流表使用的是0-0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.2A；
（4）探究电流与电阻的关系，要控制电压不变，由表格中数据知，电压表示数为U_R=I₁R₁=5Ω×0.4A=2V；
根据分压原理的知识，当定值电阻的阻值最大为20Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大，此时电路中电流为0.1A，由串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为U_滑=6V-2V，所以滑动变阻器的最大阻值至少
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{6V-2V}{0.1A}$=40Ω；
（5）由表中数据可知，在误差范围内，当电阻变为原来的几倍，通过的电流变为原来的几分之一，即在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
故答案为：（1）A；
（2）A；
（3）0.2；
（4）40；
（5）电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比、

点评 本题是探究“导体中电流跟电阻的关系”的实验，考查故障分析、电表读数、器材的选择、数据分析及控制变法的应用，考查全面，这个实验是常考题，要准确掌握．