Question

18．如图甲是探究电流与电阻关系的实验电路图．

（1）实验需要更换电阻R后控制电阻两端电压不变．
（2）连接电路时，保持开关断开（选填“闭合”或“断开”），滑动变阻器R′的滑片置于左端（选填“左”或“右”）．
（3）小明连好实物电路（图乙），进行实验，数据记录如下表，根据实验数据作出的I-R关系图
象如图丙．

实验次数	1	2	3	4	5
R/Ω	5	10	15	20	25
U/V	1.50	1.00	0.75	0.60	0.50
I/A	0.30	0.20	0.15	0.12	0.10

（4）分析数据和图象不能得到“电压一定时，电流与电阻成反比”的关系，为什么呢？小明仔细检查实验过程，发现是两个错误所致：一是实物电路与电路图不符，他把电压表接错了位置；二是每次更换R后，没有调节R′保持电压表示数不变（填图中元件符号）．
（5）老师在批评小明粗心的同时告诉他，他现在的实验也非常有意思：第一是由表中数据可以知道，R′接入电路的电阻等于5Ω，恰好能由此得出：当电阻一定时．通过导体的电流与导体两端的电压成正比．第二是现有实物电路不作任何调整，结合I-R图象可以测定未知电阻的阻值，如：用待测电阻R_x替换R，读出电流表示数为0.25A，利用I-R图象可得R_x=7Ω，但对于某些阻值的R_x，测量不够精确．请你说出对哪些阻值的R_x测量不够精确．Rx的阻值太大，接入电路后对应的电流值小于电流表的分度值0.02A时或Rx和5Ω之和不能被3V整除时，这些电阻接入电路，电流表不能精确地显示它们对应的电流值，则在图象上对应的电阻值也是不精确的．

Answer 1

分析 （1）电流与电压和电阻有关，探究电流与电阻的关系，需控制电阻两端的电压不变；
（2）连接电路时，应断开开关，闭合开关前，应将滑片移至最大阻值处；
（4）实验中，应将电压表与电阻并联，改变电阻后，应调节变阻器的滑片，使电阻两端的电压不变；
（5）整个过程中，滑动变阻器的阻值不变，相当于定值电阻，根据表格中电流和电压的示数可求出滑动变阻器的阻值；
分析可得出电流与电压的正比例关系；
结合图象，分析当电流为0.25A时，图象所对应的电阻值，可得替换电阻的阻值大小；
根据图象得出电阻值，首先要通过电流表进行读数，然后通过图象找到对应的电阻值．若电流值太小或电流表不能精确显示电流值时，便不能精确地得出电阻值．

解答 解：（1）电流与电压和电阻有关，探究电流与电阻的关系，应控制电阻两端的电压不变；
（2）连接电路时，保持开关断开，防止电路出现短路烧坏元件；
由图知，滑动变阻器的下面接了右边的d接线柱，所以在闭合开关前，应将滑片移至最左边，使其阻值最大保护电路；
（4）探究电流与电阻的关系，改变电阻，同时保持电阻两端的电压不变，所以应将电压表与电阻并联，由图知，电压表与滑动变阻器并联了，接法错误；
由表格中数据知，改变电阻时，电压表的示数发生变化，说明电阻两端的电压也发生了变化，没有调节滑动变阻器控制电压表的示数不变；
（5）电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表的示数等于通过滑动变阻器的电流，由表格中数据可知，滑动变阻器接入电路中的电阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1.50V}{0.30A}$=5Ω；
由表格中数据可知，滑动变阻器的阻值不变，电压表的示数增大为原来的几倍，电流便增大为原来的几倍，可知当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
当电流表的示数为0.25A时，由图象可知，此时对应的电阻值在6Ω与8Ω之间，R_x=7Ω；
若由于Rx的阻值太大，接入电路后对应的电流值小于电流表的分度值0.02A时或Rx和5Ω之和不能被3V整除时，电阻接入电路时，电流表不能精确地显示它们对应的电流值，则在图象上对应的电阻值也是不精确的．
故答案为：（1）电压；（2）断开；左；（4）电压；R′；（5）5；反比；7；Rx的阻值太大，接入电路后对应的电流值小于电流表的分度值0.02A时或Rx和5Ω之和不能被3V整除时，这些电阻接入电路，电流表不能精确地显示它们对应的电流值，则在图象上对应的电阻值也是不精确的．

点评 本题是探究电流和电阻的关系探究实验，变相探究了电流与电压的关系，考查了控制变量法的应用及对实验数据的分析能力．