Question

15．小明利用如圖（甲）所示的電路探究電流跟電阻的關系．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）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（乙）所示的電流I隨電阻R變化的圖象．
①由圖象可以得出結論：電壓一定時，電流與電阻成反比．
②上述實驗中，小明用5Ω的電阻做完實驗后，接下來將10Ω的電阻接人電路，閉合開關，向左（選填“左”或“右”）移動滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V時，讀出電流表的示數(shù)．
（2）為完成整個實驗，應該選取最大阻值不小于35Ω的滑動變阻器．
（3）如表是另一位同學實驗記錄的結果，其中一個電流值記錄是錯誤的．你認為錯誤的值是0.31．

R/Ω	5	10	15	20	25
1/A	0.60	0.31	0.20	0.15	0.12

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)圖象分析電流和電阻的關系，即電壓一定，電流和電阻成反比；
②根據(jù)圖乙確定一組電流和電阻值，根據(jù)U=IR計算出電壓；
換用較大的電阻后，根據(jù)串分壓的關系，電壓表的示數(shù)會變大，則應增大滑動變阻器的阻值減小電阻兩端的電壓，保持電壓表的示數(shù)不變；
（2）根據(jù)串分壓的知識，當電阻值為25Ω時，所需的滑動變阻器的阻值最大，根據(jù)圖象確定電路中電流，由R=$\frac{U}{I}$計算出電路中的總電阻，從而計算出滑動變阻器的阻值；
（3）電壓一定，電流和電阻成反比，據(jù)此分析數(shù)據(jù)中的錯誤值．

解答 解：（1）①由圖象知，電壓一定時，電流和電阻成反比；
②由圖象知，當R=5Ω時，電流表的示數(shù)為0.5A；由I=$\frac{U}{R}$可知，電阻兩端的電壓：U=IR=0.5A×5Ω=2.5V；
探究電流與電阻的關系時，需保持電壓表的示數(shù)不變，因此將5Ω的電阻換為10Ω后，電壓表的示數(shù)變大，所以應增大滑動變阻器的阻值，故將滑片向左滑動，保持電壓表的示數(shù)為2.5V，并讀出電流表的示數(shù)；
（2）根據(jù)串聯(lián)分壓的知識，當電阻R=25Ω時，滑動變阻器的阻值最大，由圖象知，此時電路中的電流為0.1A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，R_總=$\frac{{U}_{總}}{I}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω；
所以R_滑=R_總-R=60Ω-25Ω=35Ω；
（3）電壓一定時，電流和電阻成反比，由U=IR可知：
U₁=5Ω×0.6A=3V；
U₂=10Ω×0.31A=3.1V；
U₃=15Ω×0.2A=3V；
U₄=20Ω×0.15A=3V；
U₅=25Ω×0.12A=3V；
顯然第二組數(shù)據(jù)中的電流值錯誤．
故答案為：（1）①電流與電阻成反比；②左；2.5；（2）35；（3）0.31．

點評 此題是探究電流跟電阻的關系實驗，需使電阻兩端的電壓不變，考查了對圖象的分析，同時涉及到了串聯(lián)電路電流、電壓的規(guī)律，及歐姆定律的變形應用．