Question

4．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，實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）請根據(jù)圖甲將圖乙所示的實物電路連接完整（導(dǎo)線不允許交叉）．
（2）實驗中多次改變R的阻值，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變，記下電流表的示數(shù)，得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖象．
①由圖象可以得出結(jié)論：電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．
②上述實驗中，當(dāng)小明用10Ω的電阻替換5Ω的電阻繼續(xù)實驗時，需移動滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V時，方可讀取電流表的示數(shù)．
（3）為完成整個實驗，應(yīng)該選取最大阻值不小于35Ω的滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，要注意正負(fù)接線柱的連接，滑動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，曲線上每一點對應(yīng)的電流和電阻的乘積相等，據(jù)此得出結(jié)論；
②斷開開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端時接入電路中的電阻最大，將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，應(yīng)減小滑動變阻器接入電路中的電阻，使電壓表的示數(shù)達(dá)到原來的示數(shù)不變；
（3）由圖3找出實驗時電路的最小電流，由串聯(lián)電路的特點及歐姆定律求出此時滑動變阻器接入電路的阻值，據(jù)此確定滑動變阻器的最大阻值．

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

（2）①分析圖丙圖象，曲線上每點對應(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，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；
②斷開開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端時接入電路中的電阻最大，將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，電阻兩端的電壓變大，所以應(yīng)增大滑動變阻器接入電路中的電阻，使電壓表的示數(shù)達(dá)到2.5V．
（3）由圖丙知，電路的最小電流I=0.1A，此時滑動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，滑動變阻器接入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.1A}$=35Ω，
即滑動變阻器的阻值不能小于35Ω．
故答案為：
（1）實物電路圖的連接如上圖所示；
（2）①電壓一定時，電流與電阻成反比；②斷開開關(guān)；2.5；（3）35．

點評 本題考查了電壓表和滑動變阻器的連接、串聯(lián)電路的分壓特點等，關(guān)鍵是分析圖象得出電流與電阻之間的關(guān)系，要注意I與$\frac{1}{R}$成正比時I與R成反比．