Question

19．在探究“电流与电阻关系”的实验中，为同学们提供了以下实验器材：
电源一个（电压6V）
定值电阻R₁=10Ω、R₂=20Ω、R₃=30Ω
滑动变阻器A（0～20Ω  1A）
滑动变阻器B（0～50Ω  1A）
电流表、电压表各1只，
开关1个、导线若干．
（1）请用笔画线代替导线将电路补充完整．
（2）某同学将R₁接入电路后闭合开关，调节滑片P使电压表示数为3V，并记下此时电流表的示数；
（3）断开开关，更换电阻，先后将R₂、R₃接入电路进行实验，应选用的滑动变阻器是B（选填“A”或“B”）；当用R₃替换R₂后，滑动变阻器的滑片P应向a端滑动（选填“a”或“b”）．
（4）实验数据如下表所示

电阻R/Ω	10	20	30
电流I/A	0.30	0.15	0.10

根据表中数据可得出的实验结论为：电压一定时，电流与电阻成反比．
你是如何从表中数据得出上述结论的？每一组电流与电阻的乘积相等．

Answer 1

分析 （1）由欧姆定律求出电路中的最大电流，确定电流表选用的量程与R串联；
（3）研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，根据串联电路电压的规律求出故变阻器分得的电压，由分压原理，求出变阻器连入电路中的电阻确定应选用滑动变阻器；
根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
（4）根据表中电流I与电阻R的乘积为一定值分析得出结论．

解答 解：（1）电源电压6V，定值电阻R₁=10Ω、R₂=20Ω、R₃=30Ω，由欧姆定律，电路中的最大电流：
I=$\frac{U}{{R}_{小}}$=$\frac{6V}{10Ω}$=0.6A，电流表选用小量程与R串联，如下所示：
 
（3）研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，因调节滑片P使电压表示数为3V，故变阻器分得的电压：U_滑=6V-3V=3V，变阻器的电压与电压表示数之比为1：1，当R₃=30Ω接入电路中时，由分压原理，变阻器连入电路中的电阻为30Ω，故应选用滑动变阻器B（0～50Ω 1A）；
根据串联分压原理可知，当用R₃替换R₂后，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向a端移动，使电压表的示数为3V；
（4）由表中数据可知，每一组电流I与电阻R的乘积相等，即IR=U=定值，故电压一定时，电流与电阻成反比．
故答案为：（1）如上所示；（3）B；   a；（4）电压一定时，电流与电阻成反比；每一组电流与电阻的乘积相等．

点评 本题探究“电流与电阻关系”，考查电路的连接、器材的选择、控制变量法和操作过程及分析数据归纳结论的能力．