Question

11．在探究電流與電壓，電阻的關系中：
[提出問題]通過導體的電流與導體兩端電壓及導體電阻的大小有什么關系？
[猜想]導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．
[實驗器材]電源（電壓恒為4.5V）、電流表、電壓表各一只、開關一個，三個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω）、三只滑動變阻器（10Ω1.5A、20Ω1A、50Ω1A）、導線若干．
[實驗過程]
（1）如圖所示電路為實驗實物圖，請將電路圖畫在方框內．
（2）小紅在探究時，先將5Ω的電阻連入電路中，閉合開關，移動滑片，使電壓表的示數為1.5V，并記下電流值．接著斷開開關，取下5Ω電阻改接為10Ω電阻后，閉合開關，應將滑動變阻器滑片向右端移動（選填“左”或“右”），直至電壓表示數為1.5V，再次記下電流值．
（3）接著小紅換用15Ω的電阻重復上述實驗，得到了下表中的實驗數據，分析數據得出導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．

電阻R/Ω	5	10	15
電流I/A	0.30	0.15	0.10

（4）小紅實驗時所選擇的滑動變阻器規格是50Ω　1A．

Answer 1

分析 （1）分析實物電路圖，明確各電路元件的連接方式，然后根據實物電路圖作出電路圖．
（2）探究電流與電阻關系，應控制電阻兩端電壓不變，根據阻值變化及串聯電路特點，根據電路圖判斷滑片的移動方向；
（3）分析表中實驗數據得出實驗結論．
（4）由串聯電路特點求出滑動變阻器兩端電壓，由歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值，然后根據該阻值選擇滑動變阻器的規格．

解答 解：（1）分析實物電路圖，根據實物電路圖作出實驗電路圖，如圖所示．

（2）用10Ω的電阻替換5Ω電阻時，電阻阻值變大，滑動變阻器阻值不變，電阻分壓變大，為保持電阻兩端電壓不變，應減小電阻的分壓，增大滑動變阻器的電壓，滑動變阻器接入電路的阻值應該變大，由電路圖可知，應向右移動滑動變阻器滑片，直到電壓表的示數是1.5V為止；
（3）分析數據得出導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；
（4）由題意知，電阻兩端電壓U_R=1.5V，滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_R=4.5V-1.5V=3V，
因為I=$\frac{U}{R}$，
所以當電路電流I=0.1A時，滑動變阻器接入電路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω＞20Ω，
因此滑動變阻器應選規格為“50Ω 1A”的滑動變阻器．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）右；電壓表示數為1.5V；（3）反比；（4）50Ω　1A．

點評 本題考查了根據實物電路圖作實驗電路圖、實驗注意事項、滑動變阻器的調節、實驗數據分析、實驗器材的選擇，是實驗的常考問題，一定要掌握；分析清楚電路結構是正確作出電路圖的前提與關鍵．