Question

15．探究“電流與電阻的關(guān)系”．器材有：滑動變阻器、開關(guān)、電源（電壓恒為6V）各一個，電流表、電壓表各一塊，三個定值電阻（10Ω、15Ω、20Ω），導(dǎo)線若干．
表1

電壓U/V	4
電阻R/Ω	20	15	10
電流I/A	0.20	0.28	0.40

表2

電阻R/Ω	10
電壓U/V	2	3	4	5	6
電流I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（1）圖甲是小明連接的電路，閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)置于B端（選填“A”或“B”）．
（2）閉合開關(guān)后，移動滑片，使與電阻（20Ω）并聯(lián)的電壓表示數(shù)為4V，讀出電流表示數(shù)，再分別改接15Ω、10Ω的電阻，重復(fù)上述實驗，收集的實驗數(shù)據(jù)如表1所示．老師告訴小明有一組數(shù)據(jù)誤差較大，便找來一個5Ω的電阻讓他再測一組數(shù)據(jù)．當(dāng)他把5Ω的電阻接入電路時，他應(yīng)該調(diào)節(jié)變阻器使電壓表示數(shù)仍為4V，但調(diào)節(jié)時卻發(fā)現(xiàn)實驗不能繼續(xù)進(jìn)行了，其原因是電流超過了電流表0-0.6A的量程．改變連接后繼續(xù)實驗，當(dāng)電壓表示數(shù)為4V時，電流表示數(shù)如圖乙所示，為0.8A．綜合分析數(shù)據(jù)可得：電壓一定時，I與R成反比．
（3）小明又利用上述實驗器材探究“電流與電壓的關(guān)系”，將滑片從一端移到另一端的過程中，收集的實驗數(shù)據(jù)填入了表2中．分析表2中數(shù)據(jù)可得：電阻一定時，I與U成正比．分析可知，小明使用的變阻器的最大阻值為20Ω．

Answer 1

分析 （1）在連接電路時，閉合開關(guān)前滑片必須處于最大阻值處；
（2）電路中分別接入20Ω、15Ω、10Ω的電阻，實驗?zāi)軌蛘�常進(jìn)行，說明電路是正常的，改接5Ω電阻后，電路不能正常進(jìn)行，是由于超過了電流表所選的量程；先確定電流表選擇的量程和最小分度值，再讀出電流表的示數(shù)；綜合數(shù)據(jù)分析可知，電壓一定時，導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體的電阻成反比；
（3）電阻一定時，導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比；

解答 解：
（1）據(jù)所學(xué)知識可知，在連接電路時，閉合開關(guān)前滑片必須處于最大阻值處，即閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)置于B端；
（2）若再接入5Ω的電阻時，據(jù)I=$\frac{U}{R}$=$\frac{4V}{5Ω}$=0.8A，故實驗不能正常進(jìn)行，是由于超過了電流表所選的量程；
據(jù)上可知，電阻兩端的電壓為4V，電流表應(yīng)該選擇0～3A量程，所以示數(shù)為0.8A；
綜合數(shù)據(jù)分析可知，電壓一定時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比；
（3）小明又利用上述實驗器材探究“電流與電壓的關(guān)系”，將滑片從一端移到另一端的過程中，收集的實驗數(shù)據(jù)填入了表2中．分析表2中數(shù)據(jù)可得：電阻一定時，I與U成正比．
當(dāng)滑片移到最小阻值處，即接入電路中的電阻為0時，電路中電流I=0.6A，
定值電阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω；
當(dāng)滑片移到最大阻值處，電路中電流I=0.2A，
電路中的總電阻R_串=$\frac{U}{I′}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，
滑動變阻器的阻值R′=R_串-R=30Ω-10Ω=20Ω；
故答案為：（1）B； （2）電流超過了電流表0-0.6A的量程；   0.8；  I與R成反比；（3）I與U成正比；20．

點(diǎn)評 本題是探究通過電阻的電流與電阻大小的關(guān)系實驗，涉及到電路圖的連接、電路故障的分析、滑動變阻器的使用、電流表的讀數(shù)、串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律的應(yīng)用和控制變量法的應(yīng)用，涉及的知識點(diǎn)較多，要深入理解和熟練掌握．