Question

17．某实验小组利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系．实验用到三只阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，蓄电池（电压为6V且保持不变）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干．
（1）请将图甲的实物电路连接完整（导线不允许交叉），要求滑片向右移动时电流表变大，并在方框内画出对应的电路．
（2）实验中将5Ω电阻换成10Ω电阻后，应将滑动变阻器的滑片P向A端移动（填“A”或“B”），移动滑片的目的是保持电阻两端的电压不变．正确操作后，记下电流表的示数．再更换20Ω电阻做实验时发现，无论怎样调节滑动变阻器，都不能使电压表的示数保持不变，这是因为滑动变阻器的阻值太小，同组同学解决了问题后得到电流I随电阻R变化的图象如图乙所示，由图象可得出的结论是：保持定值电阻两端的电压不变；在电压一定时，导体中的电流与电阻成反比．试验中控制不变得电压是2V
（3）另一该实验小组同学还想探究电流与电压的关系，实验中应该控制电阻不变．

Answer 1

分析 （1）图甲中还未连入的元件有电压表和滑动变阻器，电压表应并联到定值电阻两端，滑动变阻器按照“一上一下”连入电路．滑片向右移动，电流表示数变大，则滑动变阻器的阻值应变小；
（2）如果将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，运用控制变量法可知，研究电流与电阻的关系，需控制电压为定值；滑动变阻器是靠改变接入电路中电阻丝的长度来改变阻值大小的；分析图象可知，电压一定，电流与电阻成反比；
根据任意一组对应的电流和电阻值，由U=IR计算出电阻两端的电压；
（3）运用控制变量法分析可知，要探究电流与电压的关系，必须控制电阻为定值不变．

解答 解：（1）滑片向右移动时，电流表示数变大，则变阻器阻值变小，所以下面应接右边的接线柱，实物图连接如下：

对应的电路图为：

（2）如果将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，电路中的电阻变大，根据串分压的知识可知电压表的示数会变大，此时应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向A端滑动，保持定值电阻两端的电压不变；若滑动变阻器的阻值太小，则无法使电阻两端的电压减小到原来的值；
分析图象可知，在电压一定时，导体中的电流与电阻成反比；
由图乙知，当R=10Ω时，I=0.2A，所以电阻两端的电压：
U=IR=0.2A×10Ω=2V；
（3）探究电流与电压的关系时，需要保证电阻阻值不变．在阻值一定时，研究电流与电压的关系．
故答案为：（1）实物图及电路图如上图所示；
（2）A；保持定值电阻两端的电压不变；在电压一定时，导体中的电流与电阻成反比；阻值太小；保持电阻两端的电压不变；2V；
（3）电阻．

点评 本题考查控制变量法的正确使用，可知探究“在电阻两端电压保持不变时，通过电阻的电流与该电阻的阻值成反比”的条件是：保持电阻两端电压不变；改变电阻的阻值是去测通过它的电流．