Question

20．在探究“電流與電阻的關(guān)系”的實驗過程中，小明選擇了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五個電阻進行實驗，電路圖如圖所示．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中未完成的電路完成，且使變阻器滑片向右移動時電流表示數(shù)變大．（導(dǎo)線不能交叉）
（2）連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于斷開（選填“斷開”或“閉合”）狀態(tài)．
（3）連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù)，移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)始終接近電源電壓．造成這一現(xiàn)象的原因可能是A（填字母）．
（A）電阻斷路    （B）電流表壞了   （C）滑動變阻器短路    （D）電阻短路
（4）排除電路故障進行實驗．為達到實驗?zāi)康�，滑動變阻器除了起到保護電路的作用外，還起到調(diào)節(jié)電阻兩端電壓保持不變的作用．實驗中，當(dāng)把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，應(yīng)把變阻器滑片向左（選填“左”或“右”）滑動至電壓表的示數(shù)為2.5V為止．
（5）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，作出I-R圖象如圖丙所示，分析圖象可得出結(jié)論：電壓不變時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）由圖甲，R與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測R兩端電壓，滑片向右移動時電流表示數(shù)變大，即電阻變�。�
（2）連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
（3）電流表沒有示數(shù)，電壓表示數(shù)始終接近電源電壓，電路故障可能為電壓表所測量的電阻斷路；
（4）探究電流與電阻的關(guān)系實驗，應(yīng)控制電阻兩端電壓不變；根據(jù)電路圖與歐姆定律分析滑片移動方向．
（5）根據(jù)圖象得出電流和電阻的關(guān)系：電壓不變，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；

解答 解：
（1）由圖甲，實驗中電壓表測R兩端電壓，滑動變阻器與R串聯(lián)，滑片向右移動時電流表示數(shù)變大，即電阻變小，所以應(yīng)把變阻器右下角接線柱接入電路．如圖所示：
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（2）在連接電路時開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，這是為了防止電路中有短路的地方而導(dǎo)致?lián)p壞電路元件．
（3）A、閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù)，移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)始終接近電源電壓，原因可能是電壓表所測量的電阻斷路，這樣使得電壓表串聯(lián)入電路中，故A符合題意；
B、如果電流表壞了，整個電路斷路，電壓表也不會有示數(shù)，故B不合題意；
C、如果滑動變阻器短路，電流表會有示數(shù)，且更大，故C不合題意；
D、如果電阻短路，則電壓表的示數(shù)將為零，且電流表的示數(shù)將變大，故D不合題意．
（4）探究“電流與電阻的關(guān)系”，應(yīng)不斷改變電阻阻值而控制電阻兩端電壓不變．該實驗中滑動變阻器的作用除了保護電路外，其作用主要是控制電阻兩端電壓保持不變；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，把5Ω換成10Ω，電阻分壓變大，滑動變阻器分壓變小，為保持電阻兩端電壓不變，應(yīng)減小電阻分壓，增大滑動變阻器分壓，應(yīng)使滑動變阻器接入電路的阻值變大，由圖示電路圖可知，閉合開關(guān)后應(yīng)向左移動滑片，同時眼睛盯住電壓表，直到電壓表示數(shù)為U=5Ω×0.5A=2.5V為止．
（5）由圖象知，電壓不變時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；（3）A；（4）調(diào)節(jié)電阻兩端電壓保持不變；左；2.5；（5）電壓不變時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．

點評 探究電流與電阻關(guān)系實驗，應(yīng)采用控制變量法，即控制電阻兩端電壓不變．考查了電路連接、滑動變阻器的使用、電路故障的判斷和圖象的題解等．判斷電路故障時，要根據(jù)故障的表現(xiàn)，逐一分析可能的原因或現(xiàn)象，最后做出判斷，是較易出錯的問題．