Question

6．小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系．已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）实验中多次改变R的阻值，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象．
①将没有连接好的电路连接完整．
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.5V时，读出电流表的示数．
（2）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器．

Answer 1

分析 （1）①电流表与定值电阻串联，电压表并联在定值电阻两端，要注意正负接线柱的连接；
②根据图乙确定一组电流和电阻值，根据U=IR计算出电压；
换用较大的电阻后，根据串分压的关系，电压表的示数会变大，则应增大滑动变阻器的阻值减小电阻两端的电压，保持电压表的示数不变；
（2）根据图象读出电路中的最小电流，然后根据串联电路电压的特点求出滑动变阻器两端电压，并利用欧姆定律的变形公式即可求出滑动变阻器的最大阻值．．

解答 解：（1）①将电压表的3V接线柱与定值电阻的左接线柱相连，将电压表的负接线柱与定值电阻的右接线柱相连，如下图所示：

②由图象知，当R=5Ω时，电流表的示数为0.5A，所以电阻两端的电压U=IR=0.5A×5Ω=2.5V，在整个过程中，R两端的电压保持2.5V不变；
（2）根据图象可知，电路中的最小电流为0.1A，此时滑动变阻器两端电压：U_滑=6V-2.5V=3.5V；
由I=$\frac{U}{R}$可知，滑动变阻器接入电路的最大阻值：R_最大=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.1A}$=35Ω；所以滑动变阻器的最大阻值不小于35Ω．
故答案为：（1）①见上图；②2.5；（2）35．

点评 此题是探究电流跟电阻的关系实验，需使电阻两端的电压不变，考查了对图象的分析，同时涉及到了串联电路电流、电压的关系，及欧姆定律的变形应用．