Question

在“探究電流跟電阻關(guān)系”的實驗中，小剛設(shè)計的實驗電路圖如圖所示：
（1）小剛連完最后一根導(dǎo)線后就發(fā)現(xiàn)兩個表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并且指針總在晃動，造成上述現(xiàn)象的原因分別是

開關(guān)閉合

、

某處連線接觸不良

．
（2）當(dāng)開關(guān)S閉合后，電壓表的讀數(shù)是2V，電流表的讀數(shù)是0.4A．現(xiàn)將阻值為10Ω的電阻R換成阻值為20Ω的電阻接入電路來研究，則下一步應(yīng)進行的操作是

調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片向右移，使電壓表的讀數(shù)為2V

．
（3）該實驗中，某同學(xué)測得的一組數(shù) 據(jù)如下表，分析此實驗數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是

在電壓一定時，電流與電阻成反比

．

實驗 次數(shù)	電壓U=2V
	電阻R/Ω	電流I/A
1	5	0.4
2	10	0.2
3	20	0.1

（4）小剛在實驗中想把電壓表的示數(shù)降到1V，但無論怎樣調(diào)節(jié)都無法達(dá)到要求，其原因是

滑動變阻器的最大阻值太小

．
（5）若本實驗中滑動變阻器的規(guī)格是“1A，40Ω”，電源電壓6V保持不變，下面還有30Ω；25Ω；20Ω；15Ω四個電阻可用供選擇，為了能使實驗順利進行，該選擇的電阻是

20

Ω，

15

Ω．

Answer 1

分析：（1）連完最后一根導(dǎo)線兩個表的指針都偏轉(zhuǎn)說明電路閉合，原因是開關(guān)閉合；兩表指針總是在晃動說明電路不穩(wěn)，原因是某處連線接觸不良；
（2）要探究電流與電阻關(guān)系時，應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，改變電阻的大小，觀察電流的變化，滑動變阻器的主要作用時保持定值電阻兩端的電壓不變．
（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)總結(jié)電流與電阻的關(guān)系，先看電阻怎樣變化，再看電流的變化特點，兩者對比得出；
（4）串聯(lián)電路電阻具有分壓作用，電阻R兩端電壓的高低，決定于滑動變阻器接入電路電阻的大小；
（5）探究電流約電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)電源電壓，滑動變阻器阻值及定值電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路特點及歐姆定律通過計算，找出符合條件的電阻．

解答：解：
（1）連完最后一根導(dǎo)線后就發(fā)現(xiàn)兩個表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并且指針總在晃動，造成上述現(xiàn)象的原因分別是開關(guān)閉合，某處連線接觸不良；
（2）當(dāng)開關(guān)S閉合后，電壓表的讀數(shù)是2V，電流表的讀數(shù)是0.4A．說明控制定值電阻兩端的電壓為2V不變．改變定值電阻時，通過移動滑動變阻器的滑片，保持定值電阻兩端的電壓2V不變．現(xiàn)將阻值為10Ω的電阻R換成阻值為20Ω，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片向右移，使電壓表的讀數(shù)為2V；
（3）由上表數(shù)據(jù)知，電壓一定，電阻增大時，電流相應(yīng)減小，并且增大與減小的程度相同，所以實驗結(jié)論為：在電壓一定時，電流與電阻成反比；
（4）串聯(lián)電路用電器兩端電壓與其阻值成正比，當(dāng)滑動變阻器滑片移到最大阻值處時，兩端電壓最大，即定值電阻兩端電壓最小，但定值電阻兩端電壓總是大于1V，說明滑動變阻器兩端電壓偏大，由于滑片已經(jīng)位于最大阻值處了，說明滑動變阻器的最大阻值太小，不能滿足變租要求；
（5）由題意知，實驗過程中，定值電阻電壓保持2V不變，
∵電源電壓為6V，∴滑動變阻器兩端的電壓只能是4V，
∵串聯(lián)電路電流相等，∴定值電阻與滑動變阻器電壓之比U_R：U_滑=2V：4V=1：2，
∵I=

U

R

，
∴

R

R滑

=

UR I

U滑 I

=

UR

U滑

=

1

2

，
∵滑動變阻器R的最大電阻為40Ω，
∴定值電阻最大阻值R=20Ω，
即實驗中只能選擇20Ω與15Ω的定值電阻．

點評：本題考查了“探究電流跟電阻關(guān)系”實驗，應(yīng)用了控制變量法，利用好串聯(lián)電路用電器兩端電壓與其阻值成正比關(guān)系是確定滑動變阻器滑片移動方向和選擇定值電阻規(guī)格的基礎(chǔ)，有一定的難度．