Question

6．小科用如圖甲所示的電路圖，研究通過導體的電流與導體電阻的關系，電源電壓恒為6V．改變電阻R的阻值，調節滑動變阻器滑片，保持R兩端的電壓不變，記下相應的4次實驗的電流和電阻值，描繪在乙圖中．
（1）實驗過程中，移動變阻器滑片時，眼睛應注視C（選填序號）；
A．變阻器滑片    B．電流表示數     C．電壓流表示數
（2）實驗中，他所選擇的變阻器是C（選填序號）；
A．10Ω 0.5A       B．20Ω 1A      C．50Ω 2A
（3）乙圖中陰影部分面積表示的科學量是電壓；
（4）實驗過程中，當R用10歐電阻改換成15歐電阻后，此時滑動變阻器應向右（選填“左”或“右”，以圖甲的滑動變阻器為例）移動，才能達到目的．

Answer 1

分析 （1）研究通過導體的電流與導體電阻的關系時，要控制電壓表示數不變；
（2）由圖乙，根據歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，求電壓表示數，根據串聯電路電壓的規律求出變阻器分得的電壓，
根據分壓原理求出當選用最大的20Ω定值電阻時，變阻器連入電路中阻值，確定變阻器的規格；
（3）根據U=IR分析；
（4）根據控制變量法，研究電流與電阻的關系時，需控制定值電阻的電壓相同，當換上大電阻時，根據分壓原理確定電壓表示數的變化，由串聯電路電壓的規律結合分壓原理確定滑片移動的方向．

解答 解：（1）研究通過導體的電流與導體電阻的關系時，要控制電壓表示數不變，實驗過程中，移動變阻器滑片時，眼睛應注視電壓表示數，選C；
（2）由圖乙，根據歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，電壓表示數：
U_表=IR=0.2A×10Ω=2V，根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓：
U_滑=U-U_表=6V-2V=4V，變阻器分的電壓是電壓表示數的$\frac{4V}{2V}$=2倍，當選用最大的20Ω定值電阻時，根據分壓原理，變阻器連入電路中阻值為：
2×20Ω=40Ω，
故選用50Ω 2A的變阻器，即C；
（3）乙圖中陰影部分面積，等于電流與電阻之積，因U=IR，故表示的科學量是電壓；
（4）根據串聯分壓原理可知，將定值電阻R由10Ω改接成15Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；
探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，應保持電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向右端移動，使電壓表的示數不變．
故答案為：（1）C；（2）C；（3）電壓；（4）右．

點評 本題研究通過導體的電流與導體電阻的關系，考查控制變量法、對器材的要求及操作過程，體現了數學知識在物理中的運用．