Question

8．小明利用如圖甲所示實物電路探究“導體中電流跟電阻的關系”．提供的實驗器材有：電壓恒為5V的電源、電流表、電壓表、四個不同阻值的定值電阻、滑動變阻器、開關、導線若干

（1）圖甲中部分導線已連好，請用筆畫線代替導線將電路連接完整．
（2）實驗數據如表，第2次實驗中電流表的示數如圖乙所示，則電流表示數為0.20A．

次數	1	2	3	4
電阻/Ω	5	10	15	20
電流/A	0.40		0.13	0.10

（3）分析表中數據可得出結論：在電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．
（4）結合表中數據可知，小剛選用的滑動變阻器的最大阻值至少是30Ω．

Answer 1

分析 （1）圖甲中還未連入的元件有電壓表和滑動變阻器，電壓表應并聯到定值電阻兩端，滑動變阻器按照“一上一下”連入電路．由此連接電路；
（2）由表格數據可知電流表使用的量程，由電流表量程和分度值讀出其示數；
（3）研究電流跟電阻關系時，控制電壓不變，分析電流和電阻的變化關系得出結論；
（4）根據表格中數據，用公式U=IR計算出導體兩端的電壓；
根據串分壓的知識，當定值電阻的阻值最大時，所需的滑動變阻器的阻值也最大，結合歐姆定律的知識計算得出．

解答 解：
（1）把電阻、滑動變阻器串聯接入電路，電壓表并聯在電阻兩端，注意滑動變阻器已接了右下角的接線柱，所以應將其上面的一個接線柱接入電路中，如圖所示：

（2）由表格各次實驗，電流都小于0.6A，所以實驗中電流表使用的是0-0.6A量程，分度值為0.02A，示數為0.2A；
（3）研究電流跟電阻之間的關系，電流的變化倍數與電阻變化倍數的倒數相等，故可得結論：在電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．
（4）電壓表的示數保持不變，由表格中數據知，U_R=I₁R₁=5Ω×0.4A=2V；
根據串分壓的知識，當定值電阻的阻值最大為20Ω時，所需滑動變阻器的阻值最大，此時電路中電流為$\frac{2V}{20Ω}$=0.1A，
所以R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{5V-2V}{0.1A}$=30Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）0.2；（3）在電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；（4）30．

點評 本題是探究“導體中電流跟電阻的關系”的實驗，考查了電路連接、實驗方法、電表讀數、數據分析等，考查全面，難度不大，這個實驗是常考題，能靈活運用控制變量是關鍵．