Question

12．小华利用如图甲所示的电路，研究通过导体的电流与导体电阻的关系．电源两端电压为9V且保持不变、电压表量程为（0-15V）、电流表的量程（0-0.6A）．
（1）小华计划探究的问题中的自变量是电阻；
（2）他每次改变电阻箱R'的阻值后，应通过调节滑动变阻器，始终保持电阻箱两端电压不变．
（3）根据记录的数据，他描画出电流I与电阻箱阻值R'的关系图线，如图乙．根据图象分析，当通过R′的电流为0.06A时，电阻箱R₁的阻值是50Ω．

（4）滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中（选填“左”或“右”），通过R′的电流从0.4A变化到如图丙所示的示数，此时滑动变阻器接入电路中的电阻R₁是20Ω．

Answer 1

分析 （1）探究通过导体的电流跟其电阻的关系，根据控制变量法，应保持电阻两端的电压不变，通过改变导体的电阻去测通过它的电流，进行多次实验，得出结论，故自变量是导体的电阻；
（2）在运用控制变量法探究电流与电阻的关系时，应该在电阻改变的同时保持两端电压一定．
（3）探究电流与电阻的关系时，电阻两端电压始终相同，乙图中0.6A电流对应的电压值与0.06A电流对应的电压相同．
（4）串联电路电阻具有分压作用，根据电源电压和电阻箱两端电压可以求出滑动变阻器两端电压，再根据电流相同就可计算滑动变阻器接入电路的阻值．

解答 解：（1）探究通过导体的电流跟其电阻的关系，根据控制变量法，应保持电阻两端的电压不变，通过改变导体的电阻去测通过它的电流，进行多次实验，得出结论，故自变量是导体的电阻；
（2）在研究导体中的电流与导体的电阻的关系时，要改变导体的电阻值，利用滑动变阻器来控制导体两端的电压不变．
（3）由乙图知，电阻箱阻值为5Ω时，通过的电流为0.6A
所以电阻箱两端电压为
U=IR=0.6A×5Ω=3V
所以当通过R'的电流为0.06A时，电阻箱R'的阻值为
R′=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.06A}$=50Ω
（4）丙图中通过电阻箱的电流为0.3A
由乙图知此时电阻箱的电阻为10Ω
所以电阻箱两端电压为
U′=IR′=0.3A×10Ω=3V
所以滑动变阻器两端电压为
U₁=U-U′=9V-3V=6V
所以滑动变阻器接入电路的电阻为
R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω
故答案为：
（1）电阻；（2）滑动变阻器；电阻箱两端电压；（3）50；（4）右； 20．

点评 解第四小题时容易出错，题目要求计算滑动变阻器接入电路的电阻，如果不认真审题，容易错算成电阻箱接入电路的电阻．