Question

7．現有下列器材：蓄電池（6V）、電流表（0～0.6A，0～3A）、電壓表（0～3V，0～15V）、定值電阻（若干）、開關、滑動變阻器和導線，要利用這些器材探究“電壓不變時，電流與電阻的關系”．要求：
（1）請根據圖甲將圖乙中未完成的電路連接起來．
（2）實驗中多次換用不同阻值的定值電阻，并調節滑動變阻器的滑片，使電壓表示數保持不變，讀出對應于不同阻值的電流表示數，并記于表格中，請你利用表格中的數據，在坐標紙上畫出導體中的電流隨電阻變化的圖象．

實驗次數	1	2	3	4	5	6
電阻R/Ω	5	10	15	20	25	30
電流I/A	0.6	0.3	0.2	0.15	0.12	0.1

（3）在做完第一次實驗后，接下來的操作是斷開開關，將5Ω的定值電阻更換為10Ω的定值電阻，再將滑動變阻器的滑片滑到A端 （選填“A”或“B”），然后閉合開關，移動滑片，使電壓表示數為3V時，讀出電流表的示數．
（4）為完成整個實驗，應該選取哪種規格的滑動變阻器A
A.50Ω   1.0A        B.50Ω   0.5A
C.20Ω   1.0A        D.20Ω   0.5A
（5）在做第三次實驗時，斷開開關，將10Ω的定值電阻更換為15Ω的定值電阻，再閉合開關，電壓表的示數將大于（選填“大于”或“小于”）3V，此時應將滑動變阻器的滑片向A（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表示數為3V．
（6）另一小組同學探究“電阻不變時，電流與電壓的關系”時，他們保持定值電阻R=10Ω不變，閉合開關S時，通過改變電阻兩端電壓，得到多組數據，如表所示，分析表中數據可以得出的結論是電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比．

實驗次數	1	2	3	4	5
電壓U/V	1	2	3	4	5
電流I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

Answer 1

分析 （1）根據電路圖連接實物電路圖．
（2）根據表中實驗數據，在坐標系中描出對應的點，然后用平滑的曲線把各點連接起來，作出I-R圖象．
（3）探究電流與電阻關系實驗，應保持電阻兩端電壓不變，更換大電阻后，應移動滑片增加滑動變阻器接入電路的阻值，以保證電阻兩端電壓不變．
（4）求電路電流最小時滑動變阻器接入電路的阻值，然后選擇滑動變阻器規格．
（5）在研究電流與電阻關系實驗時，應控制電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路的分壓特點判斷滑片移動的方向；
（6）橫向分析表中數據得出結論．

解答 解：（1）根據電路圖連接實物電路圖，如圖1所示．
（2）應用描點法作圖，根據表中實驗數據，先在坐標系內描出對應點，然后作出圖象，如圖2所示．

（3）由表中第一組實驗數據可知，定值電阻兩端電壓為U=0.6A×5Ω=3V，將5Ω的定值電阻更換為10Ω的定值電阻，
為保證電阻兩端電壓保持不變，應將滑動變阻器的滑片滑到A端移動，增大滑動變阻器接入電路的電阻值，增大滑動變阻器的分壓，
使電壓表示數為3V時，讀出電流表的示數．
（4）滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_R=6V-3V=3V，測最后一組實驗數據時，滑動變阻器接入電路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω，
實驗過程電路最大電流為0.6A，因此滑動變阻器應選A．
（5）在研究電流與電阻關系實驗時，應控制電阻兩端的電壓不變，
由串聯電路中電阻越大分得的電壓越大可知，將10Ω的定值電阻更換為15Ω的定值電阻，電阻兩端的電壓變大，即電壓表示數大于3V，要使電壓表的示數不變，滑動變阻器的滑片應向右移動，增大接入電路中的電阻，減小電阻兩端的電壓，直至電壓表的示數3V為止；
（6）根據表中數據可知，導體的電阻值保持不變，導體兩端的電壓增大，相對應的導體中的電流也增大，且電壓增加幾倍，電流也增加幾倍，故得結論：電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比．
故答案為：（1）見上圖；（2）見上圖；（3）A；3；（4）A；（5）大于；A；（6）電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比．

點評 本題考查了連接實物電路圖、作I-R圖象、滑動變阻器調節、選擇實驗器材等；應用圖象法處理實驗數據是常用的方法，要掌握描點法作圖的方法．