Question

10．小東想探究“通過導體的電流與電阻”的關系
（1）請你在下面設計的電路圖內填上相應的元件符號．
（2）已知電源電壓恒為4.5伏，滑動變阻器規(guī)格為“20Ω1A”，選擇的定值電阻的阻值為5Ω、10Ω、15Ω和20Ω．
他的操作：電路連接正確后，先用5Ω的電阻進行實驗，閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，此時電流表的示數為0.4A；再將5Ω換成10Ω進行實驗，移動滑片直至電壓表的示數保持不變，并記錄電流表的示數．
①如表是不完整的實驗表格，請按實驗要求和和上面的實驗數據將表格補充完整．

實驗條件：
實驗次數 物理量	1	2	3	4

②小東還想多測幾組數據，老師告訴他不能選用25Ω的電阻進行實驗，請計算說明不能的理由．

Answer 1

分析 （1）根據電流表是串聯使用、電壓表是并聯使用分析電表的位置；
（2）①根據實驗原理可知需要改變的物理量是電阻，需要測量的物理量是電流，據此設計表格；②根據串聯分壓和歐姆定律進行分析解答．

解答 答：（1）要探究“通過導體的電流與電阻”的關系，需要知道電阻兩端電壓和通過電阻的電流，所以電壓表與電阻并聯，電流表與電阻串聯．電路圖如下：

（2）①由題意可知，電阻兩端的電壓為U=IR=0.4A×5Ω=2V，則在實驗過程中應保持電阻兩端的電壓為2V不變，改變電阻值，測量出對應的電流值，所以實驗數據記錄表格如下：

實驗條件：保持R兩端電壓2V不變
實驗次數 物理量	1	2	3	4
電阻/Ω	5	10
電流/A	0.4

②當選用25Ω的電阻進行實驗時，根據串聯分壓特點可知，$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$，則$\frac{2V}{4.5V-2V}$=$\frac{25Ω}{{R}_{滑}}$，解得R_滑=25Ω＞20Ω，由于滑動變阻器的最大阻值偏小，故不能選用25Ω的電阻進行實驗．

點評 本題考查控制變量法的正確使用，知道探究通過導體的電流與電阻關系的實驗中，要保持電阻兩端的電壓不變，改變其阻值，測出電流的數值進行分析．同時考查學生對串聯電路分壓特點和滑動變阻器的使用．