Question

20．如图所示是某同学探究电流与电阻的关系的实物电路．已知电源为3节新干电池，滑动变阻器规格为“25Ω 1A”，可供选择的定值电阻的阻值为5Ω、10Ω、20Ω．

实验序号	R/Ω	U/V	I/A
1	5	3	0.6
2	10	3	0.3
3	20	3	0.16

（1）请用笔画线代替导线将图中的电路连接完整，导线不能交叉；
（2）请同学测量的数据如表所示，分析数据，可初步得出的结论是电压不变，导体中的电流与其电阻成反比，为了使该结论具有普遍性，接下来的操作是改变定值电阻两端的电压；
（3）利用上述器材完成该实验，定值电阻两端电压只能在2V至4.5V之间选取．

Answer 1

分析 （1）将滑动变阻器与电阻串联在电路中，电压表与电阻并联，根据电源确定电压表的量程；
（2）根据表格中数据得出电流与电阻的反比例关系；
（3）定值电阻的阻值越大，所需变阻器的阻值越大，根据滑动变阻器的最大阻值及定值电阻的最大阻值判断出电阻两端能够达到的最小电压．

解答 解：（1）将滑动变阻器与电阻R串联，已接了上面一个接线柱，应再接下面一个接线柱，将电压表与电阻并联，如图所示：

（2）由表格中数据知，电压不变，电阻越大，电流越小，在误差允许的范围内，电流与电阻的乘积不变，可得电压不变，导体中的电流与其电阻成反比；
要使结论更具普遍性，可改变定值电阻两端的电压，继续实验；
（3）由题意知，滑动变阻器的最大阻值为25Ω，定值电阻的最大电阻为20Ω；根据串联电路的电压关系：
$\frac{U}{{U}_{滑}}$=$\frac{R}{{R}_{滑}}$
$\frac{U}{4.5V-U}$=$\frac{20Ω}{25Ω}$
解得：U=2V
所以电阻两端的电压只能在2V到4.5V之间．
故答案为：（1）见上图；（2）电压不变，导体中的电流与其电阻成反比；改变定值电阻两端的电压；（3）2；4.5．

点评 探究电流与电压和电阻的关系实验，是欧姆定律的得出，主要考查控制变量法的应用，并要掌握滑动变阻器在实验中改变电压和控制电压不变的作用，同时要会应用欧姆定律来分析滑动变阻器的变化．