Question

5．在探究“电流与电阻的关系”的过程中．

（1）连接电路时，开关应处于断开（“断开”或“闭合”）状态．滑动变阻器应调至阻值最大．
（2）根据电路图，完成图乙所示的实物图连线．
（3）小明按图甲连好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电流表无示数，电压表有示数，其原因可能是电阻断路．
（4）排除故障后，小明将5Ω的电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表示数为1.5V，电流表示数（如图丙所示）为0.3A．
（5）小明再分别换接10Ω、15Ω的电阻，重复实验，得到表一中另两组数据．分析表一数据，可得出结论：当电压一定时，电流跟电阻成反比．
（6）小红在做此实验时，每次只是更换电阻，测得相应的电流值如表二所示，根据表中数据，他无法得到与小明相同的结论，其原因是没有控制电阻两端电压相等．
表一

电阻R/Ω	5	10	15
电流I/A		0.15	0.10

表二

电阻R/Ω	5	10	15
电流I/A	0.3	0.2	0.15

（7）若电源电压为4.5V，根据小明所完成的表一中的数据，可以知道，他所使用的滑动变阻器是丙．（甲：40Ω，0.2A  乙：20Ω，0.4A  丙：40Ω，0.4A．）

Answer 1

分析 （1）在连接电路时，为防止电路中电流过大，开关应断开；
（2）根据电路图连接实物图，注意电表量程、滑动变阻器接法；
（3）常见电路故障有断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因；
（4）由图示电流表确定其量程与分度值，然后读出其示数；
（5）分析表中实验数据，根据实验控制的变量与实验数据，然后得出结论；
（6）探究电流与电阻的关系应控制电阻两端电压不变；
（7）根据电阻的计算公式求滑动变阻器的阻值范围．

解答 解：（1）连接电路前，开关必须断开；
（2）根据电路图连接实物电路图，把电阻与滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在电阻两端，电路图如图所示．

（3）如果电阻处接触不良，电路断路，电流表没有示数，电压表接在电源两端，电压表示数等于电源电压，电压表示数不变，所以故障为电阻断路；
（4）由图丙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A；
（5）由表中实验数据可知，在电压一定时，电流与电阻的乘积是一个定值，即电流与电阻成反比，由此可得：
保持电压不变时，导体中的电流跟导体的电阻成反比．
（6）更换电阻，电阻阻值变化，电阻两端电压变化，如果不调节滑动变阻器，不能控制电阻两端电压不变，因此不能得出电流与电阻成反比的结论．
若电源电压为4.5V，R=15Ω时，电路中的电流I=$\frac{U}{{R}_{滑}+R}$=$\frac{4.5V}{{R}_{滑}+15Ω}$=0.1A，解得R_滑=30Ω，允许通过的最大电流应大于0.3A，所使用的滑动变阻器是40Ω，0.4A，选丙．
故答案为：（1）断开；（2）电路图如图所示；（3）电阻断路；（4）0.3；（5）当电压一定时，电流跟电阻成反比；（6）没有控制电阻两端电压相等；（7）丙．

点评 本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、电路故障分析、电流表读数、实验数据分析等问题，探究电流与电阻或电流与电压的关系时要注意控制变量法的应用；对电表进行读数时要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．