Question

15．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1电路图将实物图所示的实物电路连接完整（要求：闭合开关后滑片置于最左端）．
（2）实验中多次改变R的阻值，记下电流表的示数，得到如图2所示的电流I随电阻R交化的图象．
①由图象可以得出结论：在电压不变时，通过导体中的电流与场内导体的电阻成反比．
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做实验，电压表的示数为2.5V，完成实验后，将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，接下来的操作是向左移动滑片，使电压示数为2.5V，读出电流表示数．
③为了完成整个实验，应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器．

Answer 1

分析 （1）探究电流跟电阻的关系时，电压表应并联到定值电阻两端，根据电路图连接实物图，将滑动变阻器滑片以右电阻丝连入电路中．
（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，说明电压一定时，导体中的电流与电阻成反比．
②研究电流与电阻的关系时，要保持电压表示数不变，根据分压原理和串联电路电压的规律确定滑片移动的方向，使定值电阻两端的电压保持不变．
（3）根据电源电压以及每次定值电阻两端的电压，利用串联分压可求出滑动变阻器的最小阻值．

解答 解：（1）电压表的“3”接线柱已接入电路，需要把“-”接线柱接到定值电阻的右边接线柱，使电压表并联在定值电阻两端；滑动变阻器下面的接线柱已连入电路，只要把上面任意一个接线柱与定值电阻右边的接线柱相连即．要注意导线不要交叉．连好的实物图如下图所示．

（2）①由图丙图象不同电压下对应的电流，根据欧姆定律，U=IR=0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=…=0.1A×25Ω=2.5V，曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.5V，说明电压一直保持在2.5V，故上述实验中，小明用5Ω的电阻做实验，电压表的示数为2.5V，
得出的结论是：在电压不变时，通过导体中的电流与导体的电阻成反比．
②更换大电阻后，根据分压原理，电压表示数变大，因研究电流与电阻的关系时，要保持电压表示数不变，由串联电路电压的规律，应增大变阻器分得的电压，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻变大，所以将滑动电阻器的滑片向左移动，使电压表的示数为2.5V．
（3）当定值电阻R=25Ω时，由图丙可知，此时电路中的电流I=0.1A，
则电路中的总电阻最大为：R_总=$\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.1A}$=60Ω，
所以滑动变阻器的最大阻值不能小于：R_滑=R_总-R=60Ω-25Ω=35Ω．
故答案是：（1）实物电路连接如上图所示；
（2）①在电压不变时，通过导体中的电流与导体的电阻成反比；
②2.5V；向左移动滑片，使电压示数为2.5V；
（3）35．

点评 该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、归纳结论的能力，实验操作的过程、对器材的要求，为中考的热点问题，要准确掌握．