题目内容
5．在研究“导体电流与电阻关系”的实验中，同学们分组利用了阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻和变阻器进行了探究，变阻器规格是“10Ω 1A”，电源电压4.5V并保持不变．
（1）用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整（请用签字笔在答题卡上连线）．
（2）闭合开关前，电流表指针如图乙所示，对电流表的操作应该是调零．
（3）其中一组同学连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的过程中发现，电流表的示数变大时，电压表的示数反而减小，电流表的示数变小时，电压表的示数反而增大．经检查所有器材均完好．你认为出现上述实验现象的原因是电压表与滑动变阻器并联．
（4）改变接法后开始实验．闭合开关时发现，无论怎样移动滑片电流表指针几乎不动，电压表指针向右偏转且超过满刻度，原因可能是R断路．
（5）先接入15Ω的电阻，调节滑片时电压表示数为3V，观察到电流表示数如图丙所示，则电流表示数为0.2A；用10Ω电阻代替15Ω电阻接入电路，应将滑片向左端（选填“左”或“右”）移动，才能使电压表示数保持3V，并记录下电流表示数为0.3A；用5Ω电阻代替10Ω电阻接入电路，正确操作，电流表示数为0.6A．
（6）分析三次的实验数据，可得出电流与电阻的关系是电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比．
（7）王强所在的小组继续探究：他用了30Ω的定值电阻代替原来的电阻实验，发现无论怎样移动滑片都不能满足电压表示数为3V，原因是滑动变阻器的阻值太小；要使电压表示数保持3V，要求变阻器的最大阻值最少为15Ω．
分析 （1）实验中电压表应测定值电阻两端电压，由此连图；
（2）由图乙，电流表指针没有指在零刻度线上，使用电流表前应对电流表进行机械调零，使指针指在零刻度线上；
（3）根据串联电路分压的规律进行分析；
（4）闭合开关电流表无示数可能是电路断路；电压表示数超过量程，说明电压表与电源两端相连，电压表并联电路之外部分，不存在断路；综合分析知电路故障原因是：定值电阻断路；
（5）根据电流表量程和分度值读出丙图中其示数；研究导体电流与电阻关系中要保持R两端电压不变，由此分析10Ω电阻代替15Ω电阻后滑片的移动方向；
（6）根据三次实验中电流与对应电阻关系分析得出结论；
（7）根据串分压的知识，若电阻增大，分得的电压将变大，要减小电阻两端的电压，需增大滑动变阻器的阻值；根据串联电路的电压计算出电阻．
解答 解：（1）将电压表的负接线柱与电阻R的右接线柱相连，如下图所示：
（2）电流表指针没有指在零刻度线上，应先对电流表调零；
（3）当电路电流增大时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，根据串联电路的分压特点可知，滑动变阻器分得的电压减小；当电路电流减小时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，根据串联电路的分压特点可知，滑动变阻器分得的电压增大；因此电压表与滑动变阻器并联，即电压表测量滑动变阻器两端电压．
（4）电路正确连接后，闭合开关，移动滑片P，电流表无示数，但电压表示数有示数且很大，则故障原因可能是定值电阻断路了；
（5）由图丙，电流表的量程为0-0.6A，分度值0.02A，示数为0.2A；此时R两端电压为3V，因为导体电流与电阻关系中要保持R两端电压不变，当用10Ω电阻代替15Ω电阻接入电路，总电阻减小，根据欧姆定律可知电路中电流变大，滑动变阻器分得的电压变大，电阻分得的电压减小，所以应调节滑片向左移动，减小滑动变阻器接入电路的电阻，使电压表的示数保持不变；
（6）三次实验电阻分别为15Ω、10Ω、5Ω，三次通过的电流分别是0.2A、0.3A、0.6A．每次的电流与电阻和乘积相等，由此可得：电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比；
（7）由题意知，滑动变阻器两端的电压应为U滑=4.5V-3V=1.5V，当将30Ω的定值电阻接入电路时，根据串联分压特点可知，$\frac{3V}{1.5V}$=$\frac{30Ω}{{R}_{滑}}$，解得R滑=15Ω＞10Ω，故滑动变阻器的最大阻值偏小，无论怎样移动滑片都不能满足电压表示数为3V．
故答案为：（1）见上图；（2）调零；（3）电压表与滑动变阻器并联；（4）R断路；（5）0.2；左；（6）电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比；（7）滑动变阻器的阻值太小；15．
点评 本题考查了电路连接，电流表读数、滑动变阻器的正确使用和欧姆定律的应用，控制变量法在本实验中的具体应用和滑动变阻器的调节是本题的关键．
名校课堂系列答案
在“探究一定电压下，电流与电阻的关系”的实验中，老师提供的实验器材有：电源（电压恒为6Ⅴ），电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑动变阻器（规格分别为“20Ω2A”、“40Ω1A”），导线若干．
实验小组在探究电流与电阻的关系时，用到如下器材：电源、电流表、定值电阻若干个，滑动变阻器，开关、导线若干．设计的电路如图所示．（1）实验过程中应通过调整滑动变阻器，使电阻R两端的电压保持不变保持不变；
（2）下面是他们获取的部分实验数据，分析这些数据，可以得出：电压一定时，电流与电阻成反比；
| 电阻R1/Ω | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
| 电流I/A | 1.00 | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.20 |
（1）请你说出小航在实验中存在的错误是未调节滑动变阻器使电压表的示数不变．
（2）小航改正错误后重新进行实验，得到的数据如表所示，根据表中实验数据得到的结论是当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
| 物理量 实验 次数 | 电阻R/Ω | 电流I/A |
| 1 | 5 | 0.48 |
| 2 | 10 | 0.24 |
| 3 | 20 | 0.12 |
| 篮球的材料 | 牛皮 | 橡胶 | 皮革 |
| 篮球内部的压强p/pa | 1.2×105 | 1.2×105 | 1.2×105 |
| 自由下落的高度h1/m | 1.8 | 1.8 | 1.8 |
| 落地反弹的高度h2/m | 1.38 | 1.25 | 1.15 |
A．篮球的品牌 B．篮球的材料 C．篮球的重力
（2）请比较甲、乙、丙三种篮球材料的反弹性能：A；（选填选项前的字母）
A．牛皮的反弹性能好 B．橡胶的反弹性能好 C．皮革的反弹性能好
（3）小明是通过测量篮球落地反弹的高度（h2）来判断篮球反弹性能效果的．