Question

16．在“探究一定電壓下，電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，老師提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電源（電壓恒為4.5Ⅴ），電流表、電壓表各一個(gè)，開關(guān)一個(gè)，四個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），兩只滑動(dòng)變阻器（規(guī)格分別為“20Ω  2A”、“50Ω  1A”），導(dǎo)線若干．
（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲的電路圖用筆畫線將圖乙實(shí)物圖連接完整（注意電流表的量程選擇）．

（2）小李實(shí)驗(yàn)時(shí)，在a、b間先接入5Ω的電阻，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P，使電壓表的示數(shù)為1.5Ⅴ，并記下相應(yīng)的電流值；再改接10Ω的電阻，此時(shí)滑片P應(yīng)向F（選填“E”或“F”）端移動(dòng)，小李移動(dòng)變阻器滑片P的目的是：保持定值電阻兩端電壓為1.5V不變．
（3）小李為完成用四個(gè)定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器規(guī)格是“50Ω 1A”．
（4）在探究歐姆定律的實(shí)驗(yàn)中，小江得出了如下數(shù)據(jù)：
U=1.5V

實(shí)驗(yàn)次序	R/Ω	I/A
1	5	0.3
2	10	0.15
3	15	0.1

分析表中的數(shù)據(jù)，可以得出的結(jié)論是：當(dāng)電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，電流表與電阻R串聯(lián)，可根據(jù)電壓表的量程和最小定值電阻的阻值確定電路中的最大電流；然后根據(jù)電流從正接線流入，負(fù)接線柱流出將電流表接入電路中．
（2）將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時(shí)，電路中的總電阻變大，電路中的電流減小，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小，電壓表的示數(shù)變大；要探究電流和電阻之間關(guān)系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變，為保證電阻兩端的電壓不變，要通過調(diào)節(jié)滑片，使滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變大，從而使電阻兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼闹担?br />（3）判斷滑動(dòng)變阻器的使用規(guī)格，同時(shí)要考慮滑動(dòng)變阻器的電阻和允許通過的最大電流．
（4）分析表格中數(shù)據(jù)，得出電流與電電阻的關(guān)系．

解答 解：（1）電流表與電阻串聯(lián)，根據(jù)實(shí)際，電路中的電流未超過0.6A，可用0～0.6A的量程；如圖所示：

（2）將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時(shí)，串聯(lián)電路的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流變小，滑動(dòng)變阻器分得的電壓變小，電阻分得的電壓變大；要探究電流和電阻之間關(guān)系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變，所以應(yīng)調(diào)節(jié)滑片向F移動(dòng)，增大滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，使電壓表的示數(shù)達(dá)到1.5V時(shí)，讀取電流表示數(shù)．因此小李移動(dòng)變阻器滑片P的目的保持定值電阻兩端電壓為1.5V不變．
（3）當(dāng)20Ω的電阻接入a、b間時(shí)，為使電壓表的示數(shù)為1.5V，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值是40Ω；若選用規(guī)格為“20Ω，2A”滑動(dòng)變阻器，無論怎樣移動(dòng)滑片P，電壓表的示數(shù)始終無法達(dá)到1.5V；因此需要選擇“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器．
（4）由表格中數(shù)據(jù)知，電壓一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻增大為原來的幾倍，通過電阻的電流變?yōu)樵瓉淼膸追种�一，故可得結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻成反比．
故答案為：（1）見上圖；（2）F；保持定值電阻兩端電壓為1.5V不變；（3）“50Ω1A”；（4）當(dāng)電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究電流跟電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，探究的方法是控制變量法；并且能夠根據(jù)題目數(shù)據(jù)選擇合適的滑動(dòng)變阻器，不但考慮滑動(dòng)變阻器允許通過的電流，也要考慮滑動(dòng)變阻器的電阻．電路電流不能超過滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流，滑動(dòng)變阻器最大電阻稍大于電路需要的電阻，這樣，滑動(dòng)變阻器既能滿足電路要求，也能使電路準(zhǔn)確獲得需要的數(shù)據(jù)．