Question

17．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的電路探究電流跟電阻的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)用到三只阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻，蓄電池（電壓為6V且保持不變）、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干．
（1）請(qǐng)將圖甲的實(shí)物電路連接完整（導(dǎo)線不允許交叉），要求滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表變大，并在方框內(nèi)畫出對(duì)應(yīng)的電路．
（2）實(shí)驗(yàn)中將5Ω電阻換成10Ω電阻后，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向A端移動(dòng)（填“A”或“B”），移動(dòng)滑片的目的是保持電阻兩端的電壓不變．正確操作后，記下電流表的示數(shù)．再更換20Ω電阻做實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，都不能使電壓表的示數(shù)保持不變，這是因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的阻值太小，同組同學(xué)解決了問題后得到電流I隨電阻R變化的圖象如圖乙所示，由圖象可得出的結(jié)論是：保持定值電阻兩端的電壓不變；在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．試驗(yàn)中控制不變得電壓是2V
（3）另一該實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)還想探究電流與電壓的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該控制電阻不變．

Answer 1

分析 （1）圖甲中還未連入的元件有電壓表和滑動(dòng)變阻器，電壓表應(yīng)并聯(lián)到定值電阻兩端，滑動(dòng)變阻器按照“一上一下”連入電路．滑片向右移動(dòng)，電流表示數(shù)變大，則滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)變�。�
（2）如果將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，運(yùn)用控制變量法可知，研究電流與電阻的關(guān)系，需控制電壓為定值；滑動(dòng)變阻器是靠改變接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度來(lái)改變阻值大小的；分析圖象可知，電壓一定，電流與電阻成反比；
根據(jù)任意一組對(duì)應(yīng)的電流和電阻值，由U=IR計(jì)算出電阻兩端的電壓；
（3）運(yùn)用控制變量法分析可知，要探究電流與電壓的關(guān)系，必須控制電阻為定值不變．

解答 解：（1）滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大，則變阻器阻值變小，所以下面應(yīng)接右邊的接線柱，實(shí)物圖連接如下：

對(duì)應(yīng)的電路圖為：

（2）如果將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，電路中的電阻變大，根據(jù)串分壓的知識(shí)可知電壓表的示數(shù)會(huì)變大，此時(shí)應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值，將滑片向A端滑動(dòng)，保持定值電阻兩端的電壓不變；若滑動(dòng)變阻器的阻值太小，則無(wú)法使電阻兩端的電壓減小到原來(lái)的值；
分析圖象可知，在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；
由圖乙知，當(dāng)R=10Ω時(shí)，I=0.2A，所以電阻兩端的電壓：
U=IR=0.2A×10Ω=2V；
（3）探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，需要保證電阻阻值不變．在阻值一定時(shí)，研究電流與電壓的關(guān)系．
故答案為：（1）實(shí)物圖及電路圖如上圖所示；
（2）A；保持定值電阻兩端的電壓不變；在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；阻值太小；保持電阻兩端的電壓不變；2V；
（3）電阻．

點(diǎn)評(píng) 本題考查控制變量法的正確使用，可知探究“在電阻兩端電壓保持不變時(shí)，通過電阻的電流與該電阻的阻值成反比”的條件是：保持電阻兩端電壓不變；改變電阻的阻值是去測(cè)通過它的電流．