Question

（2013?無錫一模）小明利用如圖甲所示的電路探究電流跟電阻的關(guān)系．已知電源電壓為6V且保持不變，實(shí)驗(yàn)用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．
（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲將圖乙所示的實(shí)物電路連接完整（導(dǎo)線不允許交叉）．
（2）實(shí)驗(yàn)中將5Ω電阻換成10Ω電阻后，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向

左

端移動(dòng)（左/右），移動(dòng)滑片的目的是

保持電阻兩端電壓不變

．正確操作后，記下電流表的示數(shù)，得到電流I隨電阻R變化的圖象如圖乙所示，由圖象可得出的結(jié)論是：

電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比

．
（3）為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值不小于

35

Ω的滑動(dòng)變阻器．
（4）實(shí)驗(yàn)過程中，如果出現(xiàn)了電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)接近6V，電路發(fā)生的故障可能是

電阻R斷路

．

Answer 1

分析：（1）分析清楚圖甲所示電路圖，然后根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖．
（2）更換電阻后，為保持電壓不變，應(yīng)移動(dòng)滑片，根據(jù)電阻變化情況，分析電路圖，判斷滑片的移動(dòng)方向；
分析圖丙所示圖象，根據(jù)圖象特點(diǎn)，得出電流與電阻的關(guān)系．
（3）電路電流越小，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值越大，根據(jù)圖象求出電路最小電流及對(duì)應(yīng)的電阻阻值，由歐姆定律求出電阻兩端電壓，然后由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，最后由歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器阻值，根據(jù)該阻值選擇滑動(dòng)變阻器規(guī)格．
（4）根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．

解答：解：（1）由圖甲可知，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示．
（2）探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)控制電阻兩端電壓不變；將5Ω電阻換成10Ω電阻后，電阻變大，電阻分壓變大，滑動(dòng)變阻器分壓變小，為保持電阻電壓不變，應(yīng)減小電阻電壓，增大滑動(dòng)變阻器電壓，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，由電路圖可知，為保持電阻電壓不變，應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)．由圖丙所示圖象可知，圖象是反比例函數(shù)圖象，
由此可知：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
（3）由圖丙所示像可知，電路最小電流I=0.1A，此時(shí)電阻R=25Ω，
∵I=

U

R

，∴電阻兩端電壓U_R=IR=0.1A×25Ω=2.5V，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=U-U_R=6V-2.5V=3.5V，
∵I=

U

R

，∴滑動(dòng)變阻器阻值R_滑=

U滑

I

=

3.5V

0.1A

=35Ω．
（4）如果出現(xiàn)了電流表示數(shù)為0，可能是電流表短路或電流存在斷路造成的；
如果電流表短路，電壓表示數(shù)不變，而電壓表示數(shù)接近6V，說明電路故障不是電流表短路造成的；
電壓表示數(shù)接近6V，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，
綜合分析可知，電路發(fā)生的故障是電阻R斷路．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）左；使R兩端電壓保持不變；
電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（3）35；（4）電阻R斷路．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了連接實(shí)物電路圖、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、電路故障分析等，是實(shí)驗(yàn)的常考問題，一定要掌握；分析清楚電路結(jié)構(gòu)是正確連接實(shí)物電路圖的關(guān)鍵．