Question

1．小彬用如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材探究“電流與電阻的關(guān)系”．電源電壓恒為3V，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個(gè)．
（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖中所示的實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整．
（2）小彬?qū)?Ω的定值電阻接入電路后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，記錄電流表示數(shù)．
（3）將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，閉合開關(guān)，為了保持電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向A（選填“A”或“B”）移動(dòng)，記錄此時(shí)各表的示數(shù)．
（4）將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻，重復(fù)步驟（3）
（5）實(shí)驗(yàn)記錄的多組數(shù)據(jù)如表．分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：當(dāng)電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻成反比．
（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小彬問(wèn)老師在此實(shí)驗(yàn)中能否換用50Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？老師指導(dǎo)小彬分析了不能更換的原因．你認(rèn)為其原因是變阻器的最大電阻太�。�

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	定值電阻Ω）	電流表示數(shù)（A）
1	5	0.36
2	10	0.18
3	20	0.09

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電壓確定電壓表量程與電阻并聯(lián)，變阻器按一下一上接入電路中；
（3）根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，需控制定值電阻的電壓相同，當(dāng)換上大電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；
（5）分析表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（6）探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，由歐姆定律求出電壓表示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，得出變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，確定變阻器連入電路中的電阻至少為多少，與原變阻器比較．

解答 解：（1）電源電壓為3V，電壓表選用小量程與電阻并聯(lián)，變阻器按一下一上接入電路中，如下所示：

（3）根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；
探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向A端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)不變；
（5）由表中數(shù)據(jù)知，電阻為原來(lái)的幾倍，通過(guò)的電流變?yōu)樵瓉?lái)的幾分之一，即：當(dāng)電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻成反比．
（6）探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，由歐姆定律，電壓表示數(shù)：
U=IR=0.36A×5Ω=1.8V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：
U_滑=3V-1.8V=1.2V，變阻器分得的電壓是電壓表示數(shù)的$\frac{1.2V}{1.8V}$=$\frac{2}{3}$，根據(jù)分壓原理，換用50Ω的定值電阻，變阻器連入電路中的電阻為$\frac{2}{3}$×50Ω≈33.3Ω＞20Ω
故不能更換做實(shí)驗(yàn)．
故答案為：（1）如上所示；
（3）電壓；A；
（5）通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻；
（6）變阻器的最大電阻太�。�

點(diǎn)評(píng) 本題探究“電流與電阻的關(guān)系”，考查電路的連接、操作過(guò)程、數(shù)據(jù)分析及對(duì)器材的要求．