Question

3．现有下列器材：蓄电池（6V）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（若干）、开关、滑动变阻器和导线，要利用这些器材探究“电流与电阻的关系”，要求：

（1）请根据图甲将图乙中未完成的电路连接起来．
（2）实验中多次换用不同阻值的定值电阻，并调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，读出对应于不同阻值的电流表示数，并记于表格中，①请你利用表格中的数据，在坐标纸上画出导体中的电流随电阻变化的图象．②根据实验目的分析图象可得出结论：导体两端电压相等时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．

实验次数	1	2	3	4	5	6
电阻R/Ω	5	10	15	20	25	30
电流I/A	0.6	0.3	0.2	0.15	0.12	0.1

（3）在做完第一次实验后，接下来的操作是：断开开关，将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻，再将滑动变阻器的滑片滑到A端（选填“A”或“B”），然后闭合开关，移动滑片，同时眼睛盯住电压表才可能达到这个目的．使电压表示数为3V时，读出电流表的示数．
（4）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器A
A．50Ω1.0A   B．30Ω0.5A   C．20Ω1.0A    D．20Ω0.5A．

Answer 1

分析 （1）根据表中电压的值确定电压表量程，将变阻器滑片以右电阻丝连入电路中，根据电路图连接实物电路图．
（2）根据表中实验数据，在坐标系中描出对应的点，然后用平滑的曲线把各点连接起来，作出I-R图象．根据图象结合欧姆定律得出结论；
（3）为保护电路，换上较大的电阻后，应将滑片移动变阻器阻值最大的位置；
探究电流与电阻关系实验，应保持电阻两端电压不变，据此分析回答；
（4）由串联电路电压的规律结合欧姆定律求电路电流最小时滑动变阻器接入电路的阻值，然后选择滑动变阻器规格．

解答 解：（1）由表中数据，电压不超过3V，电压表选用小量程与电阻并联，变阻器按一上一下的原则接入电路中，根据电路图连接实物电路图，如下图左图所示．

（2）应用描点法作图，根据表中实验数据，先在坐标系内描出对应点，然后用平滑的曲线连接起来，如上图右图所示．由图象可知，根据欧姆定律，电阻的电压U′=I′R′=0.6A×5Ω=…=0.1A×30Ω=3V，电阻与对应的电流之积为一定值，即导体两端电压相等时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（3）将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻，为保护电路，应将滑片移动变阻器阻值最大的位置，即将滑动变阻器的滑片滑到A端；
探究电流与电阻关系实验，应保持电阻两端电压为3V不变，闭合开关，移动滑片，同时眼睛盯住电压表才可能达到这个目的；
探究电流与电阻关系实验，应保持电阻两端电压为3V不变，读出电流表的示数；
（4）由串联电路电压的规律，滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_R=6V-3V=3V，测最后一组实验数据时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{3V}{0.1A}$=30Ω，
实验过程中电路最大电流为0.6A，因此滑动变阻器应选A．
故答案为：
（1）如上图左图所示；
（2）①如上图右图所示；②导体两端电压相等时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（3）A；电压表；3；
（4）A．

点评 本题电流与电阻的关系，考查了连接实物电路图、作I-R图象、操作过程、选择实验器材及控制变量法的运用等和应处理实验数据归纳结论的能力，为中考的热点问题．