Question

16．小明同學想“探究電流跟電阻的關系”．于是他找來了一些器材，開始了科學探究．已知電源電壓為6V且保持不變，實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω

（1）他首先連接了如圖（甲）所示的電路圖．為保證電路安全，連接電路時，開關應斷開．
（2）他的實驗步驟為：
①先讓5Ω電阻接入電路，閉合開關，調節滑動變阻器，使電壓表的示數為1.5V，記錄電流表示數；
②將5Ω電阻換成10Ω電阻，閉合開關后發現電壓表示數大于1.5V，應將滑動變阻器的滑片向右（填“左”或“右”）移動，當觀察到電壓表示數為1.5 V時，記錄電流表示數；
③將10Ω電阻換成15Ω電阻，閉合開關后發現：當滑動變阻器的滑片移動到最右端時，電流表和電壓表的示數如圖（乙）所示．出現上述情況的原因可能是B
A．滑動變阻器最大阻值太大
B．滑動變阻器最大阻值太小
C．滑動變阻器斷路
D．定阻電阻短路
（3）更換部分實驗器材，繼續完成整個探究實驗后，用測得的數據繪制了如圖（丙）的圖象，根據該圖象可以得出的結論是：電壓一定時，電流與電阻成反比．
（4）為完成整個實驗，應該選取最大阻值不小于75Ω的滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）為保護用電器，在連接電路過程中，開關要斷開；
（2）探究“電流與電阻的關系”，需保持電阻兩端的電壓不變；
根據串分壓的知識，電阻越大，分得的電壓越大，要保持電壓表的示數不變，需通過滑動變阻器進行調節；
（3）研究電流與電壓電阻的關系時，要用到控制變量法，通過對圖象數據的分析可以得出結論；
（4）為完成整個實驗，根據圖象以及電阻R和滑動變阻器串聯分壓的特點，來正確分析和計算出滑動變阻器的最小電阻值．

解答 解：
（1）為保證電路安全，連接電路時，開關應斷開；
（2）②根據串聯電阻分壓的知識，將5Ω電阻換成10Ω電阻，閉合開關后發現電壓表示數大于1.5V，所以應增大滑動變阻器的阻值，將滑片向右滑動，直到電壓表示數為1.5V；
③由圖2知，電流表的示數為0.12A，電壓表的示數為1.8V；
將10Ω電阻換成15Ω電阻，當滑動變阻器的滑片移動到最右端時，導體兩端的電壓太大，則不是電阻短路，并說明滑動變阻器的分得的電壓太小，則是由于滑動變阻器阻值太小造成的．
（3）分析圖象數據可知，定值電阻兩端的電壓保持1.5V不變，電阻變為原來的幾倍，通過的電流變為原來的幾分之一，故可得結論：電壓一定，導體中的電流跟導體的電阻成反比；
（4）由題目的要求和圖象可知，電阻R的最大阻值R=25Ω，此時的最小電流I_小=0.06A，那么，此時的總電阻最大值為：
R_大=$\frac{U}{{I}_{最小}}$=$\frac{6V}{0.06A}$=100Ω，
故要求滑動變阻器的最大值不能小于R_大′=R_大-R=100Ω-25Ω=75Ω．
故答案為：（1）斷開；（2）②右；1.5；③B；（3）電壓一定時，電流與電阻成反比；（4）75．

點評 此題屬于電學方面的綜合題目，考查的知識點比較廣泛，綜合性比較強，對學生的綜合能力要求比較高，屬于中考題目的熱點和焦點．因此，在做這方面的題目時，一定要靜下心來，仔細閱讀，認真審題．