Question

【题目】小俐在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，电路如图甲所示，电源电压保持不变，R为定值电阻。

（1）请用笔画线代替导线，将乙图中的电路按甲图连接完整（要求导线不交叉）______

（2）如乙图所示，实验前滑动变阻器的滑片应位于_______（选填“A”或“B”）端。滑动变阻器的作用除了起到保护电路的作用，还起到了____________________的作用。

（3）排除故障后，小俐又取了两个定值电阻，想利用这些器材继续探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为5欧、10欧、20欧，电源电压为6V，分别接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，记录数据，得到了如图丙所示的图象。由图象可以得出结论：________________________________

（4）上述探究“电压不变时，电流与电阻的关系”实验中，

①小俐用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，应向_______（选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为_______V时，读出电流表的示数。

②小俐又把R换为20Ω的电阻接入电路，闭合开关，无论怎样移动滑片，电压表都不能达到所控制的电压值，是因为_____________________，为完成整个实验，应该选取滑动变阻器_______（选填字母）。

A．“20Ω 1.0A B．“30Ω 1.0A” C．“50Ω 1.0A”

③已知电源电压为6V，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V,滑动变阻器的规格为“40Ω 0.5A”，要顺利利用5Ω、10Ω、20Ω的三个电阻完成实验探究，定值电阻两端的电压范围是________________

Answer 1

【答案】见解析 B 改变定值电阻两端的电压 当电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比 B 2 滑动变阻器阻值过小或电源电压过高或控制的电压表示数过低 C 2-2.5V

【解析】

（1）电压表并联在定值电阻两端，滑动变阻器要求一上一下连接；

（2）连接好电路后，为了保证电路安全，应将滑动变阻器滑片移至阻值的最大处；滑动变阻器的作用除了保护电路外，还起到改变定值电阻两端电压的作用；

（3）由图丙入手求出电流和电阻的积，分析回答；

（4）①根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；

②接20Ω电阻时，根据串分压的知识，电压表的示数变大，为使电压表的示数不变，所需滑动变阻器的阻值更大，电压表的示数无法达到2V，可能是滑动变阻器的阻值太小或是定值电阻两端的电压保持太低或是电源电压太高造成；探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻，确定变阻器的规格。

③“探究电流与电阻的关系”实验时，应控制不同值电阻的电压保持不变，电流表允许通过的最大电流为0.6A，滑动变阻器的规格为“40Ω 0.5A”，所以电路中的最大电流为；根据欧姆定律，，在求定值电阻两端的最大电压时，应以最小的定值电阻为准；当选用最大的定值电阻时，且变阻器连入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，根据串联电路电流的特点，即通过定值电阻的最小电流，，所以，，在求定值电阻两端的最小电压时，应以最大的定值电阻为准。

（1）将电压表并联在定值电阻两端，滑动变阻器要求一上一下连接，如图所示：

（2）实验前滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处即B端，滑动变阻器的作用除了保护电路外，还起到改变定值电阻两端电压的作用；

（3）由图丙知，电流和电阻的积为：，故图像可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；

（4）①根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数为2V；

②小俐又把R换为20Ω的电阻接入电路，闭合开关，无论怎样移动滑片，电压表都不能达到所控制的电压值，是因为滑动变阻器的阻值太小或是定值电阻两端的电压保持太低或是电源电压太高造成的；电阻两端的电压始终保持2V不变，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：，变阻器分得的电压为电压表示数的，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，即选C；

③“探究电流与电阻的关系”实验时，应控制不同电阻的电压保持不变，根据把5Ω、10Ω、20Ω分别接入电路中进行探究，保证电路中各元件的安全，且用三个电阻都能顺利地完成实验：因电流表的量程为0-0.6A，滑动变阻器的规格为“40Ω 0.5A”，所以电路中的最大电流为0.5A，当接入最小的电阻5Ω时，电压表示数即为允许的最大电压；因变阻器的最大阻值为40Ω，当变阻器电阻全部连入电路中时，若接入最大的定值电阻R大=20Ω，此时电路中的最小电流，定值电阻的最小电压，故定值电阻两端的电压范围是2V～2.5V。

故答案为：(1). 见上图；(2).B； (3).改变定值电阻两端的电压；(4). 当电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比； (5).B ；(6).2 (7).滑动变阻器阻值过小或电源电压过高或控制的电压表示数过低；(8).C (9).2-2.5V。