Question

小明用如图所示的电路研究导体中的电流与导体电阻的关系，他先后将5Ω、15Ω和25Ω的定值电阻接人电路A、B两点间，闭合开关S，读出电流表示数（如下表）．由实验数据可以看出，电流I与电阻R并不成反比．

电阻R/Ω	5	15	25
电流I/A	0.6	0.3	0.2

（1）该实验中他选错的器材是________，应换用________．
（2）为保证实验正确进行，还需要的仪器是________．
（3）重新按正确的方式连接电路后，得到的数据如下表所示：

电阻R/Ω	5	10	15	20	25	30
电流I/A	1.20	0.60	0.40	0.30	0.24	0.20

（4）由表中数据可知加在导体两端的电压是________V，实验中先用5Ω的定值电阻进行实验，再换用10Ω的定值电阻时，某同学没有改变滑片的位置，合上开关后，电压表的示数将________（选填“变大、不变、变小”），此时应调节滑片使滑动变阻器的阻值________（选填“变大、不变、变小”），直到________．
（5）请用描点法在坐标系上画出电流随电阻R变化的图象．分析表中的数据或图象，你能得出什么探究结论________．
（6）在本实验中滑动变阻器的作用是：________．

Answer 1

解：（1）在A、B间电阻由5Ω→15Ω→25Ω变化时，通过移动滑动变阻器的滑片，保持定值电阻两端的电压不变．因此该实验中选错的仪器是R′，应该用滑动变阻器；
（2）电压表是测量两电间电压大小的，因此需将一只电压表并联在定值电阻两端，可以通过观察电压表的示数来确保电压不变；
（4）据公式I=可知，U=IR=1.20A×5Ω=6V，由于该实验中应控制电压不变，所以此时导体两端的电压是6V；实验中先用5Ω的定值电阻进行实验，再换用10Ω的定值电阻时，据串联电路中电压之比等于电阻之比的特点可知，若没有改变滑片的位置时，定值电阻两端的电压将会变大，所以我们需要让定值电阻两端的电压变小，所以应让变阻器分担的电压多一些，故据上面的串联电路中电压之比等于电阻之比的特点能看出，应该让变阻器的阻值变大，直到电压表的示数仍未6V为止；
（5）用描点连线的方法作图即可，见下图：

据图象能看出：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（6）据题目的实际情况可判断，此时变阻器的作用是：保护电路，同时通过改变电阻使得定值电阻两端的电压保持不变；
故答案为：（1）R′；滑动变阻器；（2）电压表；（4）6；变大；变大；电压表示数是6V；（5）图见上面的解析；在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（6）保护电路，同时通过改变电阻使得定值电阻两端的电压保持不变．
分析：（1）探究电流跟电阻的关系时，采用控制变量法，改变定值电阻的大小，通过移动滑动变阻器的滑片，保持电压一定，记录电流大小，从而研究电流跟电阻的关系；
（2）探究电压不变是，可以通过电压表显示的示数直接观察；
（4）据该实验中，应控制电压不变的特点可知，利用表中的数据结合欧姆定律可以计算出电源电压；据串联电路中电压之比等于电阻之比的特点分析即可判断．
（5）据描点连线的方法做出图象，结合图象分析即可得出结论；
（6）据题意分析变阻器的作用即可．
点评：本题考查了欧姆定律的计算、利用数学的描点法描绘I-R的图象、根据数据总结实验结论，本题综合性很强，描绘图象考查了学科之间的联系，总结实验结论考查了学生的数据处理能力，本题对学生的要求比较高．