Question

12．小明要探究通過導體的電流與電阻的關系，所連接的電路如圖所示．電源電壓恒定不變，變阻器的規格為“20Ω 1A”，四個定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω和20Ω．
（1）圖甲是小明連接的電路，閉合開關前，變阻器的滑片應移至左（選填“左”或“右”）端．小明在實驗中測出的數據如表，當他把5Ω的電阻接入該電路進行實驗時，你認為實驗不能（選填“能”或“不能”）正常進行．
（2）分析表中的三組數據，可得出結論：當導體兩端的電壓一定時，通過導體中的電流與導體的電阻成反比．

電阻R/Ω	20	15	10
電流I/A	0.2	0.27	0.4

Answer 1

分析 （1）連接電路時，滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值，根據電路圖確定滑片的位置．電路中分別接入20Ω、15Ω、10Ω的電阻，實驗能夠正常進行，說明電路是正常的，改接5Ω電阻后，電路不能正常進行，是由于超過了電流表所選的量程；
（2）綜合數據分析可知，電壓一定時，導體中的電流和導體的電阻成反比．

解答 解：（1）由實物圖可知，滑片P在左端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大；
由表中數據可知，三次實驗的電流值均小于0.6A，所以電流表應當選擇0～0.6A量程；
研究電流與電阻的關系時，必須控制電阻兩端的電壓一定；
由表中數據可知，定值電阻兩端的電壓為U=IR=0.2A×20Ω=4V，
若再接入5Ω的電阻時，該電阻兩端的電壓應控制為4V不變，
則此時電路中的電流：I=$\frac{U′}{R′}$=$\frac{4V}{5Ω}$=0.8A，由于超過了電流表所選的量程，所以該實驗不能正常進行；
（2）綜合數據分析可知，電流與導體電阻的乘積是定值，由此可得：電壓一定時，導體中的電流跟導體的電阻成反比．
故答案為：（1）左；不能；（2）反比．

點評 本題是探究通過電阻的電流與電阻大小的關系實驗，涉及到滑動變阻器的使用、串聯電路的特點、歐姆定律的應用和控制變量法的應用，要深入理解和熟練掌握．