Question

劉向暉同學在探究電流與電阻關系的實驗中，采用了如圖1所示的電路圖，實驗中他選用的定值電阻分別是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，電源由三節(jié)新的干電池組成，兩只滑動變阻器R₁（10Ω　1.5A）和R₂（15Ω　1.5A）．

（1）請按照電路圖并選擇合適的量程，用筆畫線代替導線將圖2中的實物連接完整．
（2）連接電路時開關應處于______狀態(tài)，滑動變阻器的滑片應滑至______端（選填“最左”或“最右”），為了完成后面的實驗，滑動變阻器應選用______（選填“R₁”或“R₂”）．
（3）在實驗過程中，他在完成第1次實驗后，只將M、N兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω，應調節(jié)滑動變阻器的滑片P向______移動（選填“A”或“B”）；直到______為止，然后讀出電流表的示數，接著依次完成了實驗，并將測量的數據填入到了表格中，但粗心的他有兩個數據忘填了，請你根據表中給出的數據替他填入表格中的橫線上．

實驗序號	電壓U/V	電阻R/Ω	電流I/A
1	______	5	0.6
2		10	0.3
3		15	______
4		20	0.15
5		25	0.12

（4）在圖3的坐標系中，作出通過導體的電流與導體的電阻的關系圖線．
（5）根據實驗數據和圖象，得到的結論是______．

Answer 1

解：
（1）因為電源電壓由三節(jié)干電池提供，所以電壓表選擇0～15V量程，已知電阻的最小阻值為5Ω，得到電路最大電流為0.6A，所以電流表選擇0～0.6A量程．實物連接如下：
（2）在連接電路過程中，開關應處于斷開狀態(tài)；為保護電路，閉合開關前，滑動變阻器滑片應位于最大阻值處；
要研究電流與電阻的關系，需要保持電阻兩端電壓一定．由實驗數據知，電阻兩端電壓為3V，如果選擇滑動變阻器R1與25Ω的電阻串聯(lián)接入電路時，滑動變阻器兩端最大電壓為U_最大=×4.5V≈1.3V，即電阻兩端電壓大于3V，所以必須選擇R₂；
（3）在串聯(lián)電路中，導體兩端電壓與其阻值成正比．電源電壓一定時，定值電阻由5Ω換成10Ω后，兩端電壓增大；要保持電阻增大時兩端電壓仍然為上一次的數值，需要增大滑動變阻器接入電路的電阻，使變阻器兩端電壓增大；由U=U₁+U₂知，變阻器兩端電壓增大，相應的定值電阻兩端電壓減�。�所以滑片要向左移動，并且使電壓表示數為3V，記錄此時的電路電流；
（4）首先做出電流與電阻的對應點，然后用曲線連接各點得到圖象；
（5）根據實驗數據和圖象，得到的結論是當導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流跟導體的電阻成反比．
故答案為：
（1）實物連接如下：
；
（2）斷開；最左；R₂；
（3）左；電壓表示數為3V；

實驗序號	電壓U/V	電阻R/Ω	電流I/A
1	3	5	0.6
2		10	0.3
3		15	0.2
4		20	0.15
5		25	0.12

（4）電流與導體的電阻的關系圖線如下：
；
（5）當導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流跟導體的電阻成反比．
分析：（1）根據電路圖連接實物過程中，要注意電流表、電壓表量程的選擇及電流方向，滑動變阻器采用一上一下的接法；
（2）為保護電路，在連接過程中，電路要處于斷路狀態(tài)；同時，閉合開關前，滑動變阻器接入電路電阻要求最大；在串聯(lián)電路中，用電器兩端電壓與其阻值成正比；
（3）要探究電流與電阻的關系，需要改變接入電路的電阻阻值，同時保持電阻兩端電壓一定；
（4）根據實驗數據描點連線作圖；
（5）在電壓一定時，通過導體的電流與其阻值成反比．
點評：此題考查的是電流與電阻關系探究實驗的過程，包括電路的連接、滑動變阻器規(guī)格的確定、圖象的作法與分析，綜合性較強，其中根據串聯(lián)電路特點和控制變量法的要求，確定滑動變阻器的規(guī)格是此題的難點．