Question

7．在探究“電流與電阻的關系”的實驗中有如下實驗器材：電源（4.5V），電流表、電壓表各一只，開關一個，三個定值電阻（5Ω、10Ω、20Ω），滑動變阻器R₁“20Ω1A”，滑動變阻器R₂“50Ω1A”，導線若干．
（1）小明連接電路如圖，請在圖中用筆畫線代替導線幫他將實驗電路連接完整；
（2）電路連接完整后，小明閉合開關，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，電壓表指針超過量程．小明操作中的錯誤是滑片沒有置于阻值最大處；

電阻（Ω）	5	10	20
電流（A）	0.4	0.2	0.1

（3）糾正錯誤后，小明先將5Ω的電阻連入電路中，閉合開關，移動滑片，使電壓表的示數(shù)為2.0V，并記下電流值；再分別改接10Ω、20Ω的電阻，重復上述實驗，得到了上表中的實驗數(shù)據(jù)；
（4）將5Ω電阻換成10Ω電阻后，閉合開關，應將滑動變阻器的滑片向右（選填“左”或“右”）移動，當觀察到電壓表示數(shù)為2 V時，才能記錄電流表示數(shù)；
（5）實驗中小明應選擇的滑動變阻器是R₂（選填“R₁”或“R₂”）．
（6）通過上述實驗得出的結論是通過導體的電流與導體的電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)確定電流表的量程，將電流表串聯(lián)在電路中；
（2）根據(jù)實驗注意事與電路現(xiàn)象分析答題；
（4）研究電流與電阻的關系時，應保持電阻的電壓不變．根據(jù)分壓原理確定定值電阻的電壓變化，再確定滑片移動的方向；
（5）根據(jù)串并聯(lián)電路特點求出滑動變阻器的最小阻值，然后選擇滑動變阻器；
（6）橫向比較表中實驗數(shù)據(jù)然后得出結論．

解答 解：（1）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，最大電流為0.4A，電流表選擇0～0.6A量程，把電流表串聯(lián)接入電路，實物圖如下圖所示：

（2）閉合開關，電流表有示數(shù)，電壓表超過其量程，說明電阻兩端電壓太大，滑動變阻器分壓太小，這是由于滑片沒有置于阻值最大處造成的．
（4）研究電流與電阻的關系時，應保持電阻的電壓不變．由表中數(shù)據(jù)知，電壓表示數(shù)為U=IR=0.4A×5Ω=2V，將5Ω電阻換成10Ω電阻后，根據(jù)分壓原理，定值電阻兩端分壓變大，為保持電阻兩端電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，滑動變阻器分壓應增大，由分壓原理，變阻器連入電路中的電阻增大，應向右移動滑片，直到電壓表示數(shù)為2V保持不變．
（5）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，當定值電值阻值為20Ω時，電路電流為I′=0.1A，此時變阻器分得的電壓U′=4.5V-2V=2.5V，滑動變阻器接入電路的阻值：R_滑=$\frac{U′}{I′}=\frac{2.5V}{0.1A}$=25Ω＞20Ω，因此滑動變阻器應選R₂．
實驗中，要探究電流與電阻的關系，換了不同阻值的電阻后，應該調節(jié)滑動變阻器，使不同的定值電阻兩端的電壓保持不變，測出多組實驗數(shù)據(jù)，得出普遍結論；
（6）橫向比較表中實驗數(shù)據(jù)可知，在電壓一定時，電阻為原來的幾倍，通過的電流為原來的幾分之一，所以得出的結論是：在電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．
故答案為：（1）實物圖如上圖所示；
（2）滑片沒有置于阻值最大處；
（4）右，2；
（5）R₂；
（6）在電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．

點評 本題探究“電流與電阻的關系”，考查電路的連接、注意事項、操作過程、器材的選擇及分析數(shù)據(jù)歸納結論的能力，是中考的熱點問題，要熟練掌握．