题目内容

3.小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系.已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω.

(1)请根据图甲的实物图在图乙的方框内画出电路图.
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象.
①由图象可以得出结论:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比.
②上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,然后将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2.5V时,读出电流表的示数.
(3)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器.

分析 (1)根据实物图画电路图可以根据电流流向法,即从电源的正极出发,先把串联电路的元件逐个画出,最后把电压表并联在定值电阻两端即可;
(2)①分析图丙中图象,曲线上每一点对应的电流和电阻的乘积相等,据此得出结论;
②将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻接入电路后,应增大滑动变阻器接入电路中的电阻,使电压表的示数达到原来的示数不变;
(3)由图3找出实验时电路的最小电流,由串联电路的特点及欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值,据此确定滑动变阻器的最大阻值.

解答 解:(1)先画出电源符号,从电源的正极出发依次画出开关、电流表、定值电阻、滑动变阻器回答电源的负极,最后把电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:

(2)①分析图丙图象,曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.5V,由此得出结论:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比;
②将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻接入电路后,应增大滑动变阻器接入电路中的电阻,减小电路中的电流,使电压的示数达到2.5V;
(3)由图丙知,电路的最小电流I=0.1A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,
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-UR=6V-2.5V=3.5V,
由I=$\frac{U}{R}$可得,滑动变阻器接入电路的阻值:
R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.1A}$=35Ω,
即滑动变阻器的阻值不能小于35Ω.
故答案为:
(1)如上图所示;
(2)①电压一定时,导体中的电流与电阻成反比;②2.5;
(3)35.

点评 本题通过实验探究考查了电学元件的使用、分析图象获取信息的能力,难度不大,但需认真、细心分析.

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