Question

刘向晖同学在探究电流与电阻关系的实验中，采用了如图1所示的电路图，实验中他选用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，电源由三节新的干电池组成，两只滑动变阻器R₁（10Ω　1.5A）和R₂（15Ω　1.5A）．

（1）请按照电路图并选择合适的量程，用笔画线代替导线将图2中的实物连接完整．
（2）连接电路时开关应处于______状态，滑动变阻器的滑片应滑至______端（选填“最左”或“最右”），为了完成后面的实验，滑动变阻器应选用______（选填“R₁”或“R₂”）．
（3）在实验过程中，他在完成第1次实验后，只将M、N两点间的电阻由5Ω更换为10Ω，应调节滑动变阻器的滑片P向______移动（选填“A”或“B”）；直到______为止，然后读出电流表的示数，接着依次完成了实验，并将测量的数据填入到了表格中，但粗心的他有两个数据忘填了，请你根据表中给出的数据替他填入表格中的横线上．

实验序号	电压U/V	电阻R/Ω	电流I/A
1	______	5	0.6
2		10	0.3
3		15	______
4		20	0.15
5		25	0.12

（4）在图3的坐标系中，作出通过导体的电流与导体的电阻的关系图线．
（5）根据实验数据和图象，得到的结论是______．

Answer 1

解：
（1）因为电源电压由三节干电池提供，所以电压表选择0～15V量程，已知电阻的最小阻值为5Ω，得到电路最大电流为0.6A，所以电流表选择0～0.6A量程．实物连接如下：
（2）在连接电路过程中，开关应处于断开状态；为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应位于最大阻值处；
要研究电流与电阻的关系，需要保持电阻两端电压一定．由实验数据知，电阻两端电压为3V，如果选择滑动变阻器R1与25Ω的电阻串联接入电路时，滑动变阻器两端最大电压为U_最大=×4.5V≈1.3V，即电阻两端电压大于3V，所以必须选择R₂；
（3）在串联电路中，导体两端电压与其阻值成正比．电源电压一定时，定值电阻由5Ω换成10Ω后，两端电压增大；要保持电阻增大时两端电压仍然为上一次的数值，需要增大滑动变阻器接入电路的电阻，使变阻器两端电压增大；由U=U₁+U₂知，变阻器两端电压增大，相应的定值电阻两端电压减小．所以滑片要向左移动，并且使电压表示数为3V，记录此时的电路电流；
（4）首先做出电流与电阻的对应点，然后用曲线连接各点得到图象；
（5）根据实验数据和图象，得到的结论是当导体两端的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比．
故答案为：
（1）实物连接如下：
；
（2）断开；最左；R₂；
（3）左；电压表示数为3V；

实验序号	电压U/V	电阻R/Ω	电流I/A
1	3	5	0.6
2		10	0.3
3		15	0.2
4		20	0.15
5		25	0.12

（4）电流与导体的电阻的关系图线如下：
；
（5）当导体两端的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比．
分析：（1）根据电路图连接实物过程中，要注意电流表、电压表量程的选择及电流方向，滑动变阻器采用一上一下的接法；
（2）为保护电路，在连接过程中，电路要处于断路状态；同时，闭合开关前，滑动变阻器接入电路电阻要求最大；在串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比；
（3）要探究电流与电阻的关系，需要改变接入电路的电阻阻值，同时保持电阻两端电压一定；
（4）根据实验数据描点连线作图；
（5）在电压一定时，通过导体的电流与其阻值成反比．
点评：此题考查的是电流与电阻关系探究实验的过程，包括电路的连接、滑动变阻器规格的确定、图象的作法与分析，综合性较强，其中根据串联电路特点和控制变量法的要求，确定滑动变阻器的规格是此题的难点．