Question

7．如图所示，图甲是小华研究通过导体的电流与导体电阻的关系的电路图，图乙是根据电路图连接的部分实验电路，其中电源电压恒为6V，图丙是根据4此实验数据描绘的电流与电阻的关系图象．
（1）在乙图中，用笔画线代替导线，将电路连接完整（要求变阻器的滑片向右移动时电流表示数变小）．
（2）丙图中阴影部分的面积表示的物理量是电压．
（3）实验中，小华同学将电阻R由10Ω更换为20Ω后，下一步的操作是：将滑动变阻器的滑片向右移动、且使电压表的示数为2V．
（4）本实验中，所用滑动变阻器的最大电阻值不低于40Ω．
（5）小华的实验结果表明：在电阻一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器串联接入电路，闭合开关前滑片应位于最大阻值处；
（2）阴影部分为电流和电阻的乘积，应该为定值电阻两端的电压值；
（3）如果将10Ω的电阻换成20Ω的电阻后，运用控制变量法可知，研究电流与电阻的关系，需控制电压为定值；根据串分压的知识，当电阻的阻值增大时，电阻两端的电压也会增大，要保持电阻两端的电压不变，应增大滑动变阻器的阻值；由图象判断应控制定制电阻两端的电压值，即电压表示数．
（4）根据图丙可知实验中的最小电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器的阻值即可确定滑动变阻器的规格；
（5）分析图丙图象，看电压不变时，电流与电阻的关系，然后得出结论．

解答 解：（1）滑动变阻器串联接入电路，采取“一上一下”的连接方式；要求变阻器的滑片向右移动时电流表示数变小，即接入电路中的电阻增大，即滑动变阻器的左下端与定值电阻的右端相连接；如下图所示：

（2）阴影部分为横、纵坐标的乘积，即阴影部分的面积为：
S=U=IR=0.2A×10Ω=2V，即测量的是电压，示数为2V；
（3）探究电流和电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变，将10Ω电阻换成20Ω电阻后，电压表的示数会变大，为使电压表示数减小为原来的电压值，则应增大变阻器两端的电压，应增大变阻器的阻值，所以应将滑片向右端移动；由图象可知，应控制定制电阻两端的电压保持2V不变，所以应使电压表的示数为2V不变；
（4）由图丙可知，实验中的最小电流I=0.1A，电压表的示数U_R=2V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压：U_滑=U-U_R=6V-2V=4V；
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω；所以滑动变阻器最大阻值不能小于40Ω；
（5）由图丙所示图象可知，在电压不变时，电流与电阻阻值乘积保持不变，由此可见：电压一定时，电流与电阻成反比．
故答案为：（1）见上图；（2）电压；（3）右；2；（4）40；（5）成反比．

点评 本题从实物图的连接、滑动变阻器的选择、图象分析、欧姆定律的应用、实验结论归纳等方面较为综合的考查了学生对实验的了解情况，从中加强了学生综合能力的培养，是一道很好的实验题．