Question

某同學用如圖所示的電路探究“電流與電阻”的關系，已知選用的電源電壓恒為6V．請回答下列問題：
①實驗中，使用電阻箱代替定值電阻的好處是

便于改變電阻的阻值

．
②該同學在探究的過程中，將觀察到的實驗數據及時記錄到了下面的表格里．分析表中數據，

不能

（選填“能”、“不能”）得到電流與電阻成反比的關系，造成這種結果的原因是：

未保持電阻來的電壓不變

．你認為，表格中的每組電壓、電流、電阻的數據與歐姆定律

相符

（選填“相符”、“不符”）．

實驗序號	R1/Ω	I/A	U/V
1	5	0.4	2
2	10	0.3	3
3	15	0.24
4	20	0.2	4

③根據該同學的實驗思路，可推知表格中第三次實驗的電壓值應為

3.6

V
④如果用此電路進行正確的探究，并以第一次的實驗數據為標準，則在進行第二次實驗時，他應將滑片向

右

（選填“左”、“右”）移；要順利完成表格中的4組數據的測量，變阻器R₂的最大阻值不得小于

40

Ω．

Answer 1

分析：①要探究電流和電阻的關系，需保持導體兩端的電壓不變，改變導體的阻值，從改變電阻的阻值方面進行分析；
②要得到電流和電阻的關系，必須保持電阻兩端的電壓不變，若電電壓改變，則無法得到電流和電阻的反比例關系；
歐姆定律的公式I=

U

R

，根據表格中每一組的數據分析是否符合歐姆定律的內容；
③根據公式U=IR計算出第三組的電壓值；
④根據第一次的實驗數據，要保持電阻兩端的電壓為2V不變，根據串分壓的關系：U₁：U₂=R₁：R₂，電阻的阻值越大，所需滑動變阻器的阻值越大，所以根據R=20Ω便可求出滑動變阻器所需的最大阻值．

解答：解：①實驗中，要改變電阻的知，使用電阻箱代替定值電阻，不用更換電阻，便能方便的改變電阻的阻值；
②由表格中數據知，電阻R₁兩端的電壓不斷改變，所以無法得出電流和電阻的反比例關系；
而每組數據都滿足I=

U

R

，所以表格中的每組電壓、電流、電阻的數據與歐姆定律是相符的；
③根據I=

U

R

得，U=IR=0.24A×15Ω=3.6V
④由表格中數據值，第二次實驗中，電壓表的示數大于2V，則應增大滑動變阻器的阻值減小R₁兩端的電壓，所以滑片應向右滑動；
由于電源電壓不變，由第一、二組數據知：
2V+0.4A×R_滑=3V+0.3A×R_滑
解得R_滑=10Ω
則電源電壓U=2V+0.4A×10Ω=6V
R₁=20Ω時，滑動變阻器所需的阻值最大，根據串分壓的知識：

U1

U滑

=

R1

R滑

2V

6V-2V

=

20Ω

R滑

解得R_滑=40Ω
故答案為：①便于改變電阻的阻值；②不能；未保持電阻來的電壓不變；相符；③3.6；④右；40．

點評：探究“電流與電阻”的關系，要保持電阻兩端的電壓不變，改變電阻，才能得出電流和電阻的反比例關系，從表格中的數據更好的證實了這一點；實驗中用電阻箱來代替定值電阻，這樣更能夠方便的更換電阻的阻值．
利用串分壓的知識來判斷滑動變阻器的阻值變化及滑動變阻器所需的最大阻值，是此題的難點，但一旦掌握其中的技巧，此種題目解決起來也是很簡單的．