Question

10．小东想探究“通过导体的电流与电阻”的关系
（1）请你在下面设计的电路图内填上相应的元件符号．
（2）已知电源电压恒为4.5伏，滑动变阻器规格为“20Ω1A”，选择的定值电阻的阻值为5Ω、10Ω、15Ω和20Ω．
他的操作：电路连接正确后，先用5Ω的电阻进行实验，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，此时电流表的示数为0.4A；再将5Ω换成10Ω进行实验，移动滑片直至电压表的示数保持不变，并记录电流表的示数．
①如表是不完整的实验表格，请按实验要求和和上面的实验数据将表格补充完整．

实验条件：
实验次数 物理量	1	2	3	4

②小东还想多测几组数据，老师告诉他不能选用25Ω的电阻进行实验，请计算说明不能的理由．

Answer 1

分析 （1）根据电流表是串联使用、电压表是并联使用分析电表的位置；
（2）①根据实验原理可知需要改变的物理量是电阻，需要测量的物理量是电流，据此设计表格；②根据串联分压和欧姆定律进行分析解答．

解答 答：（1）要探究“通过导体的电流与电阻”的关系，需要知道电阻两端电压和通过电阻的电流，所以电压表与电阻并联，电流表与电阻串联．电路图如下：

（2）①由题意可知，电阻两端的电压为U=IR=0.4A×5Ω=2V，则在实验过程中应保持电阻两端的电压为2V不变，改变电阻值，测量出对应的电流值，所以实验数据记录表格如下：

实验条件：保持R两端电压2V不变
实验次数 物理量	1	2	3	4
电阻/Ω	5	10
电流/A	0.4

②当选用25Ω的电阻进行实验时，根据串联分压特点可知，$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$，则$\frac{2V}{4.5V-2V}$=$\frac{25Ω}{{R}_{滑}}$，解得R_滑=25Ω＞20Ω，由于滑动变阻器的最大阻值偏小，故不能选用25Ω的电阻进行实验．

点评 本题考查控制变量法的正确使用，知道探究通过导体的电流与电阻关系的实验中，要保持电阻两端的电压不变，改变其阻值，测出电流的数值进行分析．同时考查学生对串联电路分压特点和滑动变阻器的使用．