Question

9．小明利用如圖甲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、25Ω．

（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲將圖乙的實(shí)物電路連接完整（導(dǎo)線(xiàn)不允許交叉）．
（2）實(shí)驗(yàn)中多次改變R的阻值，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變，記下電流表的示數(shù)，得到如圖丙的電流I隨電阻R變化的圖象．
①由丙圖象可以得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比．
②上述實(shí)驗(yàn)中，小明用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，換為10Ω的電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，向A（填“A”或”B”移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，讀出電流表的示數(shù)．
（3）為完成整個(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）電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，要注意正負(fù)接線(xiàn)柱的連接，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（2）①分析圖丙中圖象，曲線(xiàn)上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流和電阻的乘積相等，據(jù)此得出結(jié)論；
②將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，電路中的總電阻變大，電路中的電流減小，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知定值電阻兩端的電壓變大，要使定值電阻兩端的電壓不變，應(yīng)減小電路中的電流，增大滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，直到電壓表的示數(shù)達(dá)到原來(lái)的示數(shù)不變；
（3）由圖丙找出實(shí)驗(yàn)時(shí)電路的最小電流，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)及歐姆定律求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，據(jù)此確定滑動(dòng)變阻器的最小的最大阻值．

解答 解：（1）電壓表的負(fù)接線(xiàn)柱與定值電阻的右接線(xiàn)柱相連，滑動(dòng)變阻器的任意上方接線(xiàn)柱與定值電阻的右接線(xiàn)柱相連，如下圖所示：

（2）①分析圖丙圖象，曲線(xiàn)上每點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流和電阻的乘積都等于2.5V，由此得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；
②將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，定值電阻兩端的電壓增大，要使電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)減小電路中的電流，增大滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻即滑片向A移動(dòng)，直到電壓的示數(shù)達(dá)到2.5V為止；
（3）由圖丙知，電路的最小電流I=0.1A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_R=6V-2.5V=3.5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.1A}$=35Ω，
即滑動(dòng)變阻器的阻值不能小于35Ω．
故答案為：
（1）實(shí)物電路圖的連接如上圖所示；
（2）①電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比；②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；2.5；
（3）35．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究考查了實(shí)物圖的連接、滑動(dòng)變阻器的正確使用、串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，分析圖象獲取信息和利用好控制變量法是解題的關(guān)鍵．