Question

19．在“探究導體的電流跟電阻的關系”實驗中，老師提供的器材有：電源（電壓恒為4.5V），電流表、電壓表和開關各一個，四個定值電阻（10Ω、15Ω、20Ω、30Ω），兩個滑動變阻器（規(guī)格分別是“5Ω，2A”、“20Ω，1A”），導線若干．

（1）在連接電路時，要求先將開關、滑動變阻器分別處于D的位置（填字母）
A．閉合、阻值最小處     B．斷開、阻值最小處
C．斷開、阻值任意       D．斷開、阻值最大處
（2）實驗時，先在ab間接接入10Ω電阻，移動滑P，使電壓表示數為3V，并記錄相應的電流值；再改接l5Ω的電阻，此時滑片P應向c（選填“c”或“d”）端移動，這樣移動滑片的目的是：控制電阻兩端電壓不變．
（3）本實驗需在ab間先后接入上述四個定值電阻，為完成整個實驗，應該選取規(guī)格為20Ω 1A的滑動變阻器．
（4）如圖（乙），當接入的電阻為20Ω時，電路中的電流是0.15A．
（5）通過實驗獲救數據，得到如圖（乙）所示導體的電流I隨電阻R變化的圖象，由圖象可得出結論：電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）連接電路時，開關應該斷開，閉合開關前，滑動變阻器滑片P應位于最低阻值處；
（2）當將電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻阻值變大，定值電阻分壓變大，滑動變阻器分壓變小，為保證電阻兩端電壓不變，應向c端移動滑動變阻器滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值變大，使定值電阻兩端電壓保持3V不變；
（3）滑動變阻器最大阻值太小，滑動變阻器的最大分壓太小，定值電阻不能達到1.5V，為使實驗能正常進行，可以更換最大阻值大的滑動變阻器或使定值電阻兩端電壓變大；
（4）由圖示電路圖可以求出電流．
（5）用控制變量法進行分析，即電壓一定時，通過導體的電流與電阻成正比．

解答 解：（1）在連接電路時，要求先將開關斷開，滑動變阻器滑片處于最大阻值處，故選D；
（2）定值電阻由10Ω更換為15Ω后，定值電阻分壓變大，大于原來的電壓，為保持定值電阻兩端電壓不變，由電路圖可知，應向c端移動滑動變阻器滑片，增大滑動變阻器接入電路的阻值，增大滑動變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓減小到原來的3V，保持定值電阻兩端電壓一定．
（3）電源電壓為4.5V，定值電阻兩端電壓為3V，當接入30Ω定值電阻時，電路電流：I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{3V}{30Ω}$=0.1A，
此時滑動變阻器兩端電壓：U_滑=U-U_R=4.5V-3V=1.5V，此時滑動變阻器接入電路的阻值為：R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1.5V}{0.1A}$=15Ω，為使實驗能順利進行，可以更換最大阻值較大的滑動變阻器，使用規(guī)格為“20Ω；1A”的滑動變阻器，使定值電阻兩端的電壓變大，等于3V；
（4）由圖示圖象可知，當接入的電阻為20Ω時，電路中的電流是0.15A．
（5）由圖示圖象可知，I-R圖象是反比例函數圖象，由此可知，在電壓一定時，電流與電阻成反比．
故答案為：（1）D；（2）c；控制電阻兩端電壓不變；（3）20Ω  1A；（4）0.15；（5）電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．

點評 本題考查了滑動變阻器的調節(jié)、實驗方案的改進等問題，實驗中應用了控制變量法，解題時注意該方法的應用．第（2）小題是本題的難點，知道實驗過程中應控制定值電阻兩端的電壓不變，分析清楚電路結構、認真分析實驗數據是正確解題的基礎與關鍵．