Question

16．小明同學(xué)想“探究電流跟電阻的關(guān)系”．于是他找來(lái)了一些器材，開(kāi)始了科學(xué)探究．已知電源電壓為6V且保持不變，實(shí)驗(yàn)用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω

（1）他首先連接了如圖（甲）所示的電路圖．為保證電路安全，連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)．
（2）他的實(shí)驗(yàn)步驟為：
①先讓5Ω電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為1.5V，記錄電流表示數(shù)；
②將5Ω電阻換成10Ω電阻，閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于1.5V，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向右（填“左”或“右”）移動(dòng)，當(dāng)觀察到電壓表示數(shù)為1.5 V時(shí)，記錄電流表示數(shù)；
③將10Ω電阻換成15Ω電阻，閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到最右端時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)如圖（乙）所示．出現(xiàn)上述情況的原因可能是B
A．滑動(dòng)變阻器最大阻值太大
B．滑動(dòng)變阻器最大阻值太小
C．滑動(dòng)變阻器斷路
D．定阻電阻短路
（3）更換部分實(shí)驗(yàn)器材，繼續(xù)完成整個(gè)探究實(shí)驗(yàn)后，用測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制了如圖（丙）的圖象，根據(jù)該圖象可以得出的結(jié)論是：電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比．
（4）為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值不小于75Ω的滑動(dòng)變阻器．

Answer 1

分析 （1）為保護(hù)用電器，在連接電路過(guò)程中，開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)；
（2）探究“電流與電阻的關(guān)系”，需保持電阻兩端的電壓不變；
根據(jù)串分壓的知識(shí)，電阻越大，分得的電壓越大，要保持電壓表的示數(shù)不變，需通過(guò)滑動(dòng)變阻器進(jìn)行調(diào)節(jié)；
（3）研究電流與電壓電阻的關(guān)系時(shí)，要用到控制變量法，通過(guò)對(duì)圖象數(shù)據(jù)的分析可以得出結(jié)論；
（4）為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)圖象以及電阻R和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)分壓的特點(diǎn)，來(lái)正確分析和計(jì)算出滑動(dòng)變阻器的最小電阻值．

解答 解：
（1）為保證電路安全，連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；
（2）②根據(jù)串聯(lián)電阻分壓的知識(shí)，將5Ω電阻換成10Ω電阻，閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于1.5V，所以應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值，將滑片向右滑動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為1.5V；
③由圖2知，電流表的示數(shù)為0.12A，電壓表的示數(shù)為1.8V；
將10Ω電阻換成15Ω電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到最右端時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓太大，則不是電阻短路，并說(shuō)明滑動(dòng)變阻器的分得的電壓太小，則是由于滑動(dòng)變阻器阻值太小造成的．
（3）分析圖象數(shù)據(jù)可知，定值電阻兩端的電壓保持1.5V不變，電阻變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍，通過(guò)的電流變?yōu)樵瓉?lái)的幾分之一，故可得結(jié)論：電壓一定，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比；
（4）由題目的要求和圖象可知，電阻R的最大阻值R=25Ω，此時(shí)的最小電流I_小=0.06A，那么，此時(shí)的總電阻最大值為：
R_大=$\frac{U}{{I}_{最小}}$=$\frac{6V}{0.06A}$=100Ω，
故要求滑動(dòng)變阻器的最大值不能小于R_大′=R_大-R=100Ω-25Ω=75Ω．
故答案為：（1）斷開(kāi)；（2）②右；1.5；③B；（3）電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比；（4）75．

點(diǎn)評(píng) 此題屬于電學(xué)方面的綜合題目，考查的知識(shí)點(diǎn)比較廣泛，綜合性比較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的綜合能力要求比較高，屬于中考題目的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)．因此，在做這方面的題目時(shí)，一定要靜下心來(lái)，仔細(xì)閱讀，認(rèn)真審題．