Question

7．如圖所示，圖甲是小華研究通過導體的電流與導體電阻的關系的電路圖，圖乙是根據電路圖連接的部分實驗電路，其中電源電壓恒為6V，圖丙是根據4此實驗數據描繪的電流與電阻的關系圖象．
（1）在乙圖中，用筆畫線代替導線，將電路連接完整（要求變阻器的滑片向右移動時電流表示數變小）．
（2）丙圖中陰影部分的面積表示的物理量是電壓．
（3）實驗中，小華同學將電阻R由10Ω更換為20Ω后，下一步的操作是：將滑動變阻器的滑片向右移動、且使電壓表的示數為2V．
（4）本實驗中，所用滑動變阻器的最大電阻值不低于40Ω．
（5）小華的實驗結果表明：在電阻一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器串聯接入電路，閉合開關前滑片應位于最大阻值處；
（2）陰影部分為電流和電阻的乘積，應該為定值電阻兩端的電壓值；
（3）如果將10Ω的電阻換成20Ω的電阻后，運用控制變量法可知，研究電流與電阻的關系，需控制電壓為定值；根據串分壓的知識，當電阻的阻值增大時，電阻兩端的電壓也會增大，要保持電阻兩端的電壓不變，應增大滑動變阻器的阻值；由圖象判斷應控制定制電阻兩端的電壓值，即電壓表示數．
（4）根據圖丙可知實驗中的最小電流，根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據歐姆定律求出滑動變阻器的阻值即可確定滑動變阻器的規格；
（5）分析圖丙圖象，看電壓不變時，電流與電阻的關系，然后得出結論．

解答 解：（1）滑動變阻器串聯接入電路，采取“一上一下”的連接方式；要求變阻器的滑片向右移動時電流表示數變小，即接入電路中的電阻增大，即滑動變阻器的左下端與定值電阻的右端相連接；如下圖所示：

（2）陰影部分為橫、縱坐標的乘積，即陰影部分的面積為：
S=U=IR=0.2A×10Ω=2V，即測量的是電壓，示數為2V；
（3）探究電流和電阻的關系，應保持電阻兩端的電壓不變，將10Ω電阻換成20Ω電阻后，電壓表的示數會變大，為使電壓表示數減小為原來的電壓值，則應增大變阻器兩端的電壓，應增大變阻器的阻值，所以應將滑片向右端移動；由圖象可知，應控制定制電阻兩端的電壓保持2V不變，所以應使電壓表的示數為2V不變；
（4）由圖丙可知，實驗中的最小電流I=0.1A，電壓表的示數U_R=2V，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以滑動變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_R=6V-2V=4V；
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器接入電路中的電阻：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω；所以滑動變阻器最大阻值不能小于40Ω；
（5）由圖丙所示圖象可知，在電壓不變時，電流與電阻阻值乘積保持不變，由此可見：電壓一定時，電流與電阻成反比．
故答案為：（1）見上圖；（2）電壓；（3）右；2；（4）40；（5）成反比．

點評 本題從實物圖的連接、滑動變阻器的選擇、圖象分析、歐姆定律的應用、實驗結論歸納等方面較為綜合的考查了學生對實驗的了解情況，從中加強了學生綜合能力的培養，是一道很好的實驗題．