Question

11．在“探究電流與電阻的關系”的實驗中，小宇設計了如圖甲所示的電路圖，用阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻進行探究，滑動變阻器有A（5Ω 1A）和B（10Ω 1A）兩種規格可供選擇．

（1）請在圖乙所示的實物圖中用筆畫線代替導線，將電路連接完整（導線不能交叉）；
（2）連接電路過程中，開關應該是斷開的，滑動變阻器的滑片應調到最右（選填“左”或“右”）端；

實驗次數	1	2	3
電阻R/Ω	5	10	15
電流I/A	0.36	0.18	0.12

（3）探究得到的實驗數據如表所示：分析表中數據：可以得到的結論是：在電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；
（4）根據他的探究過程，可以判斷它選擇的滑動變阻器是B（選填“A”或“B”）
（5）當用5Ω、10Ω的電阻探究時，保持電壓表示數均為1.8V，滑動變阻器連入阻值分別為R₁、R₂，則R₁＜R₂（選填“＞”、“=”或“＜”）；
（6）這個電路圖還可以完成的實驗有：測電阻的大小（或測電阻的功率）（說出一個即可）

Answer 1

分析 （1）根據電源電壓確定電壓表量程與R并聯，變阻器接線柱按一上一下接入電路中；
（2）為保護電路，連接電路過程中，開關應該是斷開的，滑動變阻器的滑片應調到阻值最大處；
（3）橫向分析表中數據得出結論；
（4）根據串聯電路電壓的規律和分壓原理確定當最大定值電阻連入電路中時確定變阻器的最小電阻；
（5）研究電流與電阻的關系時，要控制電阻的電壓不變，據串聯電路電壓的規律，即定值電阻的電壓與變阻器的電壓之比為定值，根據分壓原理，確定當用5Ω、10Ω的電阻探究時，滑動變阻器連入阻值分別為R₁、R₂的大小關系；
（6）根據圖中測出的量和歐姆定律或P=UI分析回答．

解答 解：（1）圖中為2節干電池串聯，則電源電壓為3V，電壓表選用小量程與R并聯，變阻器接線柱按一上一下接入電路中，如下圖所示：

（2）連接電路過程中，開關應該是斷開的，滑動變阻器的滑片應調到阻值最大處，即最右端；
（3）在“探究電流與電阻的關系實驗中，應控制電阻兩端的電壓保持不變；
分析表中數據可知，電阻是原來的幾倍，通過的電流是原來的幾分之一，故可以得到的結論是：在電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；
（4）由表格中的數據和歐姆定律可得，實驗中電壓表的示數：U=IR=0.36A×5Ω=1.8V，
根據串聯電路電壓的規律，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阻兩端電壓的$\frac{1.2V}{1.8V}$=$\frac{2}{3}$，根據分壓原理可知，當15Ω的定值連入電路中時，變阻器連入電路中的電阻：R_滑=$\frac{2}{3}$×15Ω=10Ω，所以根據他的探究過程，可以判斷它選擇的滑動變阻器是B；
（5）當用5Ω、10Ω的電阻探究時，保持電壓表示數均為1.8V，因電源電壓為3V保持不變，根據串聯電路電壓的規律，變阻器的電壓也保持不變，即定值電阻的電壓與變阻器的電壓之比為定值，根據分壓原理：電壓的分配與電阻成正比，因5Ω＜10Ω，故滑動變阻器連入阻值分別為R₁、R₂，則R₁＜R₂；
（6）因電壓表可測出電壓的大小，電流表可測出通過電阻的電流，根據歐姆定律可測電阻的大小（或根據P=UI可測出電阻的功率），所以，這個電路圖還可以完成的實驗有：測電阻的大小（或測電阻的功率大小）；
故答案為：（1）如上圖所示；（2）斷開；右；（3）在電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；（4）B；（5）＜；（6）測電阻的大小（或測電阻的功率）．

點評 本題探究電流與電阻的關系，考查電路的連接、注意事項、數據分析、器材的選擇、控制變量法的運用及串聯電路電壓的規律和分壓原理的運用．