Question

18．小強探究“電流與電阻的關系”，設計了如圖1所示的電路圖，所采用的器材有：電源（電壓3V保持不變），標有“50Ω  1A”字樣的滑動變阻器、電流表、電壓表、四個阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值電阻、開關及導線若干．

（1）請根據如圖1所示的電路圖完成圖2所示的實物圖連接，閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應置于圖中最左端（選填“左”或“右”）．
（2）實驗開始時，小強將5Ω電阻接入電路，移動變阻器的滑片P使電壓表的示數為1V，記錄電流表示數；用10Ω電阻替換5Ω電阻接入電路，應向左移動滑片P（選填“左”或“右”），直到電壓表示數再次為1V時，記錄此時電流表示數如圖3所示為0.1A，填入表格．

序號	1	2	3
電阻R/Ω	5	10	20
電流I/A	0.2		0.05

（3）他能否用30Ω電阻繼續完成實驗：不能（選填“能”或“不能”）．理由是：滑動變阻器的最大阻值過小．
（4）實驗數據如表，分析數據可得出實驗結論：電壓一定時，導體中的電流與導體電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）連接實物時，要注意滑動變阻器的正確使用方法；閉合開關前將滑動變阻器的滑片達到最大阻值出，是為了讓電路中有較大的電阻，防止電路中電流過大而燒壞用電器；
（2）探究通過導體的電流與電阻的關系時，應控制電阻兩端的電壓不變即電壓表的示數不變；
（3）根據滑動變阻器的最大阻值與定值電阻阻值間的關系，由串聯電路的分壓原理分析電壓表不能達到要求的原因．
（4）根據表中的數據關系，歸納出結論．

解答 解：（1）由圖1可知，滑動變阻器采用右下接線柱接入電路，如圖4；閉合開關前，為防止電路中電流過大而損壞電路設備，應將滑片滑到最大阻值處即最左端；
（2）實驗中，更換定值電阻時，每次應調節滑動變阻器，使電壓表的示數保持不變，記錄電流表示數；所以用10Ω電阻替換5Ω電阻接入電路，根據串聯電路的特點，電壓表示數會變大，為控制電壓表示數不變，應增大變阻器接入電路的電阻即向左移動滑片P，應使電壓表示數為1V時再記錄此時電流表示數．
由圖2可知，電流表采用0-0.6A量程，最小分度為0.02A，讀出圖3示數為0.1A；
（3）當接入電阻R=30Ω時，依據控制變量法，電壓表示數須仍為1V，根據串聯電路的特點，$\frac{R}{{R}_{滑}}$=$\frac{U}{{U}_{滑}}$=$\frac{3V-1V}{1V}$=$\frac{2}{1}$，可得R_滑=60Ω＞50Ω，所以“50Ω  1A”的已不滿足要求，即實驗不能繼續；
（4）由表中數據可以得出，電壓一定時，IR的乘積不變，即電壓一定時，導體中的電流與導體電阻成反比．
故答案為：（1）如圖4；左；（2）左；0.1；（3）不能；滑動變阻器的最大阻值過小；（4）電壓一定時，導體中的電流與導體電阻成反比．

點評 本題考查了滑動變阻器的正確使用和連接方法、實驗的注意事項等，要會熟練運用串聯電路的電流和電壓關系解答．