Question

13．在做“探究導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)器材有：學(xué)生電源（3V不變），電流表、電壓表、定值電阻四只（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一只），滑動(dòng)變阻器M（10Ω 1A），滑動(dòng)變阻器N（20Ω 1A），開關(guān)、導(dǎo)線若干．
（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的實(shí)物電路連接完整，要求滑片P向B端移動(dòng)時(shí)電路中電流變大．
（2）實(shí)驗(yàn)過程中，使用不同定值電阻進(jìn)行探究時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值的作用是控制電壓表示數(shù)不變；
（3）某次實(shí)驗(yàn)中，連接好電路，閉合開關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表示數(shù)約為3V，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，兩電表示數(shù)均無明顯變化，電路故障原因可能是R斷路；
（4）排除故障后，更換不同定值電阻進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4
電阻/Ω	5	10	20	25
電流/A	0.40	0.20	0.10	0.08

分析表中數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是：在電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（5）實(shí)驗(yàn)中選擇的滑動(dòng)變阻器應(yīng)是N（選填“M”或“N”）．

Answer 1

分析 （1）使滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)，滑片P向B端移動(dòng)時(shí)電路中電流變大，說明滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，故將B接線柱接入電路；
（2）要探究電流與電阻的關(guān)系，運(yùn)用控制變量法；
（3）若電流表示數(shù)幾乎為0，說明電路可能斷路；電壓表示數(shù)約為3V，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了；
（4）根據(jù)歐姆定律，分析表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（5）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，用公式U=IR計(jì)算出導(dǎo)體兩端的電壓；
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理，求出當(dāng)最大的定值電阻接入電路中時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路中最大阻值確定變阻器的規(guī)格．

解答 解：（1）將滑動(dòng)變阻器的B接線柱與定值電阻的右接線柱相連，如下圖所示：

（2）探究導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系，要控制電壓表示數(shù)不變，所以調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值的作用是控制電壓表示數(shù)不變；
（3）由上分析，連接好電路，閉合開關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表示數(shù)約為3V，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，兩電表示數(shù)均無明顯變化，電路故障原因可能是R斷路；
（4）由表中數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律U_R=IR=0.4A×5Ω=…=2V，即電流與電阻之積為一定值，故可得結(jié)論：在電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
（5）由（4）知，電壓表U_R=I₁R₁=5Ω×0.4A=2V；根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓為
U_滑=U-U_R=3V-2V=1V，變阻器的電壓為電壓表示數(shù)的$\frac{1V}{2V}$倍，根據(jù)分壓原理，當(dāng)最大定值電阻連入電路中時(shí)，變阻器連入電路中的電阻為$\frac{1}{2}$×25Ω=12.5Ω＞10Ω，即變阻器的最大阻值至少為12.5Ω，
因此選擇滑動(dòng)變阻器變阻器N（20Ω 1A）．
故答案為：（1）見上圖；
（2）控制電壓表示數(shù)不變；
（3）R斷路；
（4）在電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（5）N．

點(diǎn)評 本題是探究“導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，考查了電路連接、實(shí)驗(yàn)方法、電表讀數(shù)、數(shù)據(jù)分析等，考查全面，難度不大，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是常考題，能靈活運(yùn)用控制變量是關(guān)鍵．