Question

小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系．已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．
（1）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象．
①由图象可以得出结论：电压一定时，______．
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，向______端移动滑片（选填左或右），使电压表示数为______V时，读出电流表的示数．
（2）完成整个实验，应该选取最大阻值不小于______Ω的滑动变阻器．

Answer 1

【答案】分析：（1）①根据图象分析电流和电阻的关系：电压一定，电流和电阻成反比；
②根据图乙确定一组电流和电阻值，根据U=IR计算出电压；
换用较大的电阻后，根据串分压的关系，电压表的示数会变大，则应增大滑动变阻器的阻值减小电阻两端的电压，保持电压表的示数不变；
（2）根据串分压的知识，当电阻值为25Ω时，所需的滑动变阻器的阻值最大，根据图象确定电路中电流，由R=计算出电路中的总电阻，从而计算出滑动变阻器的阻值．
解答：解：（1）①由图象知，电压一定时，电流和电阻成反比；
②由图象知，当R=5Ω时，电流表的示数为0.5A，所以电阻两端的电压U=IR=0.5A×5Ω=2.5V，在整个过程中，R两端的电压保持2.5V不变；
将5Ω的电阻换为10Ω后，电压表的示数变大，所以应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向右滑动，保持电压表的示数为2.5V，并读出电流表的示数；
（2）根据串分压的知识，当电阻R=25Ω时，滑动变阻器的阻值最大，由图象知，此时电路中的电流为0.1A；
由I=得，R_总===45Ω；
所以R_滑=R_总-R=45Ω-25Ω=20Ω．
故答案为：（1）①电流与电阻成反比；②右；2.5；（2）20．
点评：此题是探究电流跟电阻的关系实验，需使电阻两端的电压不变，考查了对图象的分析，同时涉及到了串联电路电流、电压的关系，及欧姆定律的变形应用．