Question

用如圖甲所示的電路探究“電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”，已知電源電壓恒為4V，實(shí)驗(yàn)用到的定值電阻R分別是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．
（1）根據(jù)電路圖甲，將乙圖中實(shí)物電路連接完整（導(dǎo)線(xiàn)不能交叉）．
（2）閉合開(kāi)關(guān)前，將滑動(dòng)變阻器滑片移至

 

（填“A”或“B”）端．將5Ω的電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V，記下電流表的示數(shù)．
（3）換用不同的電阻，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電表示數(shù)為

 

V，記下電流表的示數(shù)．
（4）經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖象，由圖象可得出：電壓一定時(shí)，

 

．
（5）為了讓提供的電阻都能用到，滑動(dòng)變阻器可接入電路的阻值范圍是

 

Ω至

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）電壓表與電阻并聯(lián)，根據(jù)實(shí)際確定電壓表的量程，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，并要接一上一下；
（2）為保護(hù)電路，在閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最大阻值處；
（3）探究電流和電阻的關(guān)系，要保持電阻兩端的電壓不變，改變電阻；
（4）掌握反比例函數(shù)圖象，分析圖象得出：電壓不變，電流和電阻成反比；
（5）根據(jù)串分壓的知識(shí)，根據(jù)I=0.5A和R=25Ω分別計(jì)算滑動(dòng)變阻器的最小阻值和最大阻值．

解答：解：（1）電壓表應(yīng)與電阻并聯(lián)，根據(jù)題意可知，始終保持電壓表的示數(shù)為2.5V，所以可選擇0～3V的量程；滑動(dòng)變阻器已接了下面一個(gè)接線(xiàn)柱，可再接上面任意一個(gè)接線(xiàn)柱，如圖所示：

（2）由圖知，滑動(dòng)變阻器的下面接了右邊的B接線(xiàn)柱，所以在閉合開(kāi)關(guān)前，將滑片移至最右端即A端；
（3）要探究電流和電阻的關(guān)系，要保持電阻兩端的電壓不變，由（2）知，需使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（4）由圖知，電壓一定，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（5）滑動(dòng)變阻器兩端的電壓應(yīng)為U_滑=4V-2.5V=1.5V
當(dāng)電路中的電流最大，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小；根據(jù)圖象可知，最大電流為0.5A時(shí)，則R_min=

U滑

Imax

=

1.5V

0.5A

=3Ω；
根據(jù)圖象可知，當(dāng)定值電阻的阻值為25Ω時(shí)，電路中的電流為0.1A，
則R_max=

U滑

Imin

=

1.5V

0.1A

=15Ω；
故滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是大于3Ω小于15Ω．
故答案為：（2）A；（3）2.5；（4）通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（5）3；15．

點(diǎn)評(píng)：此題是探究“電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中要控制電阻兩端的電壓不變，這是解決此題的關(guān)鍵，同時(shí)考查了滑動(dòng)變阻器的使用，還涉及到了歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用．