题目内容

15．在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有：学生电源（3V不变），电流表、电压表、定值电阻四只（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一只），滑动变阻器M（10Ω 1A），滑动变阻器N（20Ω 1A），开关、导线若干．
（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整，要求滑片P向B端移动时电路中电流变大．
（2）实验过程中，使用不同定值电阻进行探究时，调节滑动变阻器的阻值，使电阻R两端电压保持不变，这种方法是B（填字母编号）；
A．转换法    B．控制变量法    C．等效替代法
（3）某次实验中，连接好电路，闭合开关时，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约3V，调节滑动变阻器的阻值，两电表示数均无明显变化，电路故障原因可能是R断路；
（4）排除故障后，更换不同定值电阻进行了实验，记录实验数据如表：
实验次数1234
电阻/Ω5102025
电流/A0.400.200.100.08
分析表中数据可得到的结论是：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（5）实验中选择的滑动变阻器应是N（选填“M”或“N”）．

分析 （1）使滑动变阻器与定值电阻串联，滑片P向B端移动时电路中电流变大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故将B接线柱接入电路；
（2）要探究电流与电阻的关系，运用控制变量法；
（3）无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数为零，说明电路出现断路，并且断路在电压表两接线柱之间；
由表格数据可知电流表使用的量程，由电流表量程和分度值读出其示数；
（4）研究电流跟电阻关系时，控制电压不变，分析电流和电阻的变化关系得出结论；
（5）根据表格中数据，用公式U=IR计算出导体两端的电压；
根据串分压的知识，当定值电阻的阻值最大时，所需的滑动变阻器的阻值也最大，结合欧姆定律的知识计算得出．

解答 解：（1）将滑动变阻器的B接线柱与定值电阻的右接线柱相连，如下图所示：

（2）导体中电流跟电阻和电阻两端电压有关，所以实验中要使用控制变量法，故B正确，AC错误；
（3）闭合开关，无论怎样移动滑片，且电压表始终为3V，电流表示数为零，说明电压表串联在了电路中，电流太小电流表显示不出来，则故障的原因可能是R断路；
（4）研究电流跟电阻之间的关系，电流的变化倍数与电阻变化倍数的倒数相等，故可得结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
（5）电压表的示数保持不变，由表格中数据知，UR=I1R1=5Ω×0.4A=2V；
根据串分压的知识，当定值电阻的阻值最大为25Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大，此时电路中电流为0.08A，
所以R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V-2V}{0.08A}$=12.5Ω，因此选择滑动变阻器N．
故答案为：（1）见上图；（2）B；（3）R断路；（4）在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（5）N．

点评 本题是探究“导体中电流跟电阻的关系”的实验，考查了电路连接、实验方法、电表读数、数据分析等，考查全面，难度不大，这个实验是常考题，能灵活运用控制变量是关键．

练习册系列答案
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