Question

16．如圖所示是“探究通過導體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”的電路圖．所用實驗器材是：電源（6V）、電流表（0～0.6A）、電壓表（0～3V）、電阻箱（0～999.9Ω）、滑動變阻器（40Ω 2A）、開關(guān)、導線若干．
表一：

實驗序號	電壓U/V	電流I/A
1	1.0	0.20
2	1.5	0.30
3	2.0	0.40

表二：

實驗序號	電阻R/Ω	電流I/A
1	5	0.40
2	10	0.20
3	20	0.10

（1）探究電流與電壓的關(guān)系時，所測得的幾組電流、電壓值見表1．分析表中數(shù)據(jù)可知：電阻箱接入電路的阻值為5Ω；當導體的電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比關(guān)系．
（2）探究電流與電阻的關(guān)系時，應調(diào)節(jié)電阻箱改變接入電路中的阻值，并調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表的示數(shù)保持相同，讀出電流值，所測得幾組數(shù)據(jù)見表2．分析表中數(shù)據(jù)可知：電阻箱兩端的電壓為2V；當導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比關(guān)系．
（3）就本實驗所用器材，在探究電流與電阻的關(guān)系時，若保持電阻箱兩端的電壓為3V，為能完成實驗，電阻箱可接入電路的阻值范圍是5Ω至40Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表一中電流和電壓的數(shù)值，利用R=$\frac{U}{I}$求出電阻箱接入電路的阻值；
根據(jù)表一中的數(shù)據(jù)可知電阻一定時，導體中的電流與其兩端的電壓成正比；
（2）探究電流與電阻的關(guān)系時，需調(diào)節(jié)電阻箱來改變其連入電路中的阻值大小，再調(diào)節(jié)滑動變阻器保證電阻兩端的電壓不變；
根據(jù)歐姆定律的變形公式和表二中的數(shù)據(jù)，求出電阻箱兩端的電壓；根據(jù)表二中的數(shù)據(jù)可知電壓一定時，導體中的電流與其電阻成反比；
（3）先判斷當電路中電流最大時，電阻箱接入電路的阻值最�。划敾瑒幼冏杵鞯淖柚底畲髸r，電阻箱接入電路的阻值最大．

解答 解：（1）探究電流與電壓的關(guān)系時，要保持電阻值不變，根據(jù)第一組數(shù)據(jù)知，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.0V}{0.2A}$=5Ω；
分析數(shù)據(jù)得，電阻不變，電壓增大為原來的幾倍，電流就增大為原來的幾倍，可得當導體的電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；
（2）此實驗通過調(diào)節(jié)電阻箱來改變接入電路中的電阻，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器使電阻兩端的電壓不變；
由第一組數(shù)據(jù)知，U=IR=0.4A×5Ω=2V；
分析數(shù)據(jù)得，電壓不變，導體的電阻增大為原來的幾倍，電流就減小為原來的幾分之一，可得當導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；
（3）根據(jù)題意，電流表的量程為0～0.6A，所以當電流表的示數(shù)為0.6A時，便是電阻箱的最小阻值；
當滑動變阻器電阻為40Ω時，便是電阻箱可接的最大電阻．
因為電阻箱兩端的電壓為3V，所以R_最小=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω；
而電流表的示數(shù)不能超過0.6A，所以滑動變阻器的阻值為5Ω；
若滑動變阻器的電阻為40Ω，則電路中電流，I_最小=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{6V-3V}{40Ω}$=0.075A，
所以R_最大=$\frac{U}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.075A}$=40Ω．
故答案為：（1）5；正比例；（2）電阻箱；滑動變阻器；2；兩端電壓；（3）5；40．

點評 此題是探究通過導體的電流與電壓、電阻的關(guān)系，注意控制變量法在此實驗中的應用，滑動變阻器在此實驗中的作用也是相當重要的，第（3）問是本題的難點，關(guān)鍵是搞清什么時候是電阻箱的最小值，什么時候是電阻箱的最大值．