Question

15．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1電路圖將實(shí)物圖所示的實(shí)物電路連接完整（要求：閉合開(kāi)關(guān)后滑片置于最左端）．
（2）實(shí)驗(yàn)中多次改變R的阻值，記下電流表的示數(shù)，得到如圖2所示的電流I隨電阻R交化的圖象．
①由圖象可以得出結(jié)論：在電壓不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體中的電流與場(chǎng)內(nèi)導(dǎo)體的電阻成反比．
②上述實(shí)驗(yàn)中，小明用5Ω的電阻做實(shí)驗(yàn)，電壓表的示數(shù)為2.5V，完成實(shí)驗(yàn)后，將10Ω的電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，接下來(lái)的操作是向左移動(dòng)滑片，使電壓示數(shù)為2.5V，讀出電流表示數(shù)．
③為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值不小于35Ω的滑動(dòng)變阻器．

Answer 1

分析 （1）探究電流跟電阻的關(guān)系時(shí)，電壓表應(yīng)并聯(lián)到定值電阻兩端，根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，將滑動(dòng)變阻器滑片以右電阻絲連入電路中．
（2）①分析圖丙中圖象，曲線上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流和電阻的乘積相等，說(shuō)明電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．
②研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要保持電壓表示數(shù)不變，根據(jù)分壓原理和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律確定滑片移動(dòng)的方向，使定值電阻兩端的電壓保持不變．
（3）根據(jù)電源電壓以及每次定值電阻兩端的電壓，利用串聯(lián)分壓可求出滑動(dòng)變阻器的最小阻值．

解答 解：（1）電壓表的“3”接線柱已接入電路，需要把“-”接線柱接到定值電阻的右邊接線柱，使電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端；滑動(dòng)變阻器下面的接線柱已連入電路，只要把上面任意一個(gè)接線柱與定值電阻右邊的接線柱相連即．要注意導(dǎo)線不要交叉．連好的實(shí)物圖如下圖所示．

（2）①由圖丙圖象不同電壓下對(duì)應(yīng)的電流，根據(jù)歐姆定律，U=IR=0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=…=0.1A×25Ω=2.5V，曲線上每點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流和電阻的乘積都等于2.5V，說(shuō)明電壓一直保持在2.5V，故上述實(shí)驗(yàn)中，小明用5Ω的電阻做實(shí)驗(yàn)，電壓表的示數(shù)為2.5V，
得出的結(jié)論是：在電壓不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
②更換大電阻后，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)變大，因研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要保持電壓表示數(shù)不變，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)增大變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻變大，所以將滑動(dòng)電阻器的滑片向左移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（3）當(dāng)定值電阻R=25Ω時(shí)，由圖丙可知，此時(shí)電路中的電流I=0.1A，
則電路中的總電阻最大為：R_總=$\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.1A}$=60Ω，
所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值不能小于：R_滑=R_總-R=60Ω-25Ω=35Ω．
故答案是：（1）實(shí)物電路連接如上圖所示；
（2）①在電壓不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
②2.5V；向左移動(dòng)滑片，使電壓示數(shù)為2.5V；
（3）35．

點(diǎn)評(píng) 該題通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究考查了電學(xué)元件的使用、分析圖象獲取信息、歸納結(jié)論的能力，實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程、對(duì)器材的要求，為中考的熱點(diǎn)問(wèn)題，要準(zhǔn)確掌握．