Question

1．如图是某实验小组“保持电压不变时，通过导体的电流与电阻的关系”的电路图，实验用到三只阻值分别为6Ω，8Ω，12Ω的定值电阻；滑动变阻器两个（10Ω，2A），（20Ω，1A）；蓄电池（电压为6V且保持不变）、电流表、电压表、开关、导线若干．
（1）请用笔画线代替导线，将如图实物连接完整；
（2）实验前开关应断开，滑动变阻器的滑片应处于最左（选填“左”、“右”）端；
（3）小明闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表读数约为6V，出现这一故障的原因是电阻断路（或电流表和电压表位置接反了）．
（4）排除故障后，继续实验，得出数据如表所示，可知：电阻两端的电压为2.4V；当导体两端电压不变时，通过导体的电流与电阻成反比关系．

实验序号	电阻R/Ω	电流I/A
1	6	0.40
2	8	0.30
3	12	0.20

（5）实验中将6Ω电阻换成8Ω电阻后，应将滑动变阻器的滑片向左（选填“左”、“右”）端移动，使电压表的示数保持不变．他们组选用滑动变阻器的规格为20Ω，1A．
（6）该实验小组同学还想探究电流与电压的关系，实验中应该控制电阻不变．

Answer 1

分析 （1）将电压表与电阻并联；
（2）为保护电路，连接电路过程中应断开开关，闭合开关前，应将滑片移至最大阻值处；
（3）电流表无示数，则电路断路，电压表有示数，则可能与电压表并联的电路断路或将电压表串联在电路中；
（4）根据任意一组数据，由公式U=IR计算出电压值；
根据表格中数据，得出电流与电阻的反比例关系；
（5）根据串分压的知识，若电阻的阻值变大，则电压表的示数会变大，为保持电压表的示数不变，应增大滑动变阻器的阻值；
根据最大阻值的定值电阻确定变阻器的规格；
（6）要探究电流与电压的关系，应保持导体的电阻不变．

解答 解：（1）将电压表与电阻并联，如图所示：

（2）实验前开关应断开；
由图知，滑动变阻器的下面接了右边的接线柱，所以闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片应处于最左端，使其阻值最大；
（3）灯泡不亮，电流表无示数，电压表读数约为6V，则可能与电压表并联的电阻断路或电流表与电压表的位置接反了；
（4）由表格中数据知，U=I₁R₁=I₂R₂=I₃R₃=2.4V；
分析知，电压不变，电流与电阻的乘积为定值，可得当导体两端电压不变时，通过导体的电流与电阻成反比；
（5）将6Ω电阻换成8Ω电阻后，电阻变大，根据串分压的知识，电阻两端的电压变大，则应增大变阻器的阻值，将滑动变阻器的滑片向左端移动，使电压表的示数保持不变．
当R=12Ω时，滑动变阻器的阻值：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V-2.4V}{0.2A}$=18Ω，他们组选用滑动变阻器的规格为20Ω，1A．
（6）探究电流与电压的关系，实验中应该控制导体的电阻不变．
故答案为：（1）见上图；（2）断开；左；（3）电阻断路（或电流表和电压表位置接反了）；（4）2.4；反比；（5）左；20Ω，1A；（6）电阻．

点评 本题是探究电流与电阻关系的实验，考查了电路的连接、实验中应注意的问题、对实验数据的分析、滑动变阻器的应用及控制变量法的应用，考查全面，重点突出．