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    20．小明要探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”，器材有：滑动变阻器三个（规格分别为：R1“50Ω 2A”、R2“30Ω 1.5A”、R3“20Ω 1A”）、开关、电源（电压恒为12V）各一个，电流表、电压表各一只，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），导线若干．
    电阻R/Ω201510
    电流I/A0.200.280.40
    （1）图1是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线．
    （2）电路连接正确后，闭合开关前，滑片应置于A端（选填“A”或“B”）．
    （3）小明进行了实验，测得数据如表所示．小明是探究电流与电阻的关系，实验中电阻两端电压为4V，小明又选用了一个5Ω的电阻进行实验，结果发现实验不能正常进行，其原因是电流超过了0.6A（或电流超过了电流表所选的量程）．分析实验数据可得结论：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比．
    （4）实验中小明选择的变阻器为R1（选填“R1”、“R2”或“R3”）．

    分析 （1）电压表与电阻并联，并要注意正负接线柱的接法是否正确；
    （2）闭合开关前，应将滑片移至最大阻值处；
    （3）根据控制变量法进行分析数据中改变的量和没变的量，得出结论；
    根据U=IR计算出电阻两端的电压，并由公式I=$\frac{U}{R}$计算出电流进行分析；
    （4）保持电阻两端的电压不变，根据串分压的知识，当电阻的阻值最大时所需的变阻器阻值最大，根据最大电阻值求出变阻器的阻值便可做出选择．

    解答 解：（1）由图知，电阻处发生了短路，由变阻器到电阻的导线接法错误，应将电阻一端接到左边接线柱，如图所示：

    （2）由图知，变阻器的下面接了右边的接线柱，闭合开关前，应将滑片移至最左端即A端，使其阻值最大；
    （3）由表格中数据知，导体的电阻改变，而导体两端的电压U=I1R1=I2R2=I3R3=4V不变，所以小明是探究电流与电阻的关系；
    电阻两端的电压为4V；
    若选用5Ω多的电阻，则通过电阻的电流应为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{4V}{5Ω}$=0.8A，超过了电流表的量程，所以实验不能正常进行；
    由数据可知，电流与电阻的乘积为定值，可得电压不变，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
    （4）当电阻为20Ω时，变阻器两端的电压应为：U滑=U-UR=12V-4V=8V；
    滑动变阻器的阻值R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{8V}{0.2A}$=40Ω；
    R2、R3的阻值均小于40Ω，所以应该选择R1进行实验．
    故答案为：（1）见上图；（2）A；（3）电阻；4；电流超过了0.6A（或电流超过了电流表所选的量程）；当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比；（4）R1．

    点评 本题是探究电流与电压、电阻关系的实验，考查了电路的连接、实验数据的分析、变阻器的选择及结论的得出，考查全面，难度适中．

    练习册系列答案
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