Question

小明用如圖所示的電路研究導體中的電流與導體電阻的關系，他先后將5Ω、15Ω和25Ω的定值電阻接人電路A、B兩點間，閉合開關S，讀出電流表示數（如下表）．由實驗數據可以看出，電流I與電阻R并不成反比．

電阻R/Ω	5	15	25
電流I/A	0.6	0.3	0.2

（1）該實驗中他選錯的器材是______，應換用______．
（2）為保證實驗正確進行，還需要的儀器是______．
（3）重新按正確的方式連接電路后，得到的數據如下表所示：

電阻R/Ω	5	10	15	20	25	30
電流I/A	1.20	0.60	0.40	0.30	0.24	0.20

（4）由表中數據可知加在導體兩端的電壓是______V，實驗中先用5Ω的定值電阻進行實驗，再換用10Ω的定值電阻時，某同學沒有改變滑片的位置，合上開關后，電壓表的示數將______（選填“變大、不變、變小”），此時應調節滑片使滑動變阻器的阻值______（選填“變大、不變、變小”），直到______．
（5）請用描點法在坐標系上畫出電流隨電阻R變化的圖象．分析表中的數據或圖象，你能得出什么探究結論______．
（6）在本實驗中滑動變阻器的作用是：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）探究電流跟電阻的關系時，采用控制變量法，改變定值電阻的大小，通過移動滑動變阻器的滑片，保持電壓一定，記錄電流大小，從而研究電流跟電阻的關系；
（2）探究電壓不變是，可以通過電壓表顯示的示數直接觀察；
（4）據該實驗中，應控制電壓不變的特點可知，利用表中的數據結合歐姆定律可以計算出電源電壓；據串聯電路中電壓之比等于電阻之比的特點分析即可判斷．
（5）據描點連線的方法做出圖象，結合圖象分析即可得出結論；
（6）據題意分析變阻器的作用即可．
解答：解：（1）在A、B間電阻由5Ω→15Ω→25Ω變化時，通過移動滑動變阻器的滑片，保持定值電阻兩端的電壓不變．因此該實驗中選錯的儀器是R′，應該用滑動變阻器；
（2）電壓表是測量兩電間電壓大小的，因此需將一只電壓表并聯在定值電阻兩端，可以通過觀察電壓表的示數來確保電壓不變；
（4）據公式I=可知，U=IR=1.20A×5Ω=6V，由于該實驗中應控制電壓不變，所以此時導體兩端的電壓是6V；實驗中先用5Ω的定值電阻進行實驗，再換用10Ω的定值電阻時，據串聯電路中電壓之比等于電阻之比的特點可知，若沒有改變滑片的位置時，定值電阻兩端的電壓將會變大，所以我們需要讓定值電阻兩端的電壓變小，所以應讓變阻器分擔的電壓多一些，故據上面的串聯電路中電壓之比等于電阻之比的特點能看出，應該讓變阻器的阻值變大，直到電壓表的示數仍未6V為止；
（5）用描點連線的方法作圖即可，見下圖：

據圖象能看出：在電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；
（6）據題目的實際情況可判斷，此時變阻器的作用是：保護電路，同時通過改變電阻使得定值電阻兩端的電壓保持不變；
故答案為：（1）R′；滑動變阻器；（2）電壓表；（4）6；變大；變大；電壓表示數是6V；（5）圖見上面的解析；在電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；（6）保護電路，同時通過改變電阻使得定值電阻兩端的電壓保持不變．
點評：本題考查了歐姆定律的計算、利用數學的描點法描繪I-R的圖象、根據數據總結實驗結論，本題綜合性很強，描繪圖象考查了學科之間的聯系，總結實驗結論考查了學生的數據處理能力，本題對學生的要求比較高．