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8.在“探究电流与电阻的关系”实验中,现有器材如下:导线、开关、电源(电压恒定但未知),四个定值电阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3 (15Ω)、R4(20Ω),标有“XΩ 1A”的滑动变阻器(阻值模糊不清).电压表(可用量程:0~3V、0~15V),电流表(可用量程:0~0.6A).
(1)设计并正确连接如图甲所示的电路,把定值电阻R1接入图甲中的A、B两点之间,将滑动变阻器的滑片移到最右端,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V时,电流表的示数应为0.4A.
(2)当用R2替换R1后,滑动变阻器的滑片应向右(左端或右端)移动.
(3)分别用定值电阻R2、R3、R4依次替换R1,重复(1)的实验步骤.根据所得的四次实验数据绘制出I-R图象,如图乙所示,由图象可得出的结论是:在电压不变时,通过导体的电流与电阻大小成反比.

分析 (1)由欧姆定律求电流表示数;
(2)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;
(3)由图象数据,求出电流与电阻之积的关系得出结论.

解答 解:(1)电压表的示数为2V时,由欧姆定律,电流表的示数应为:
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2V}{5Ω}$=0.4A;
(2)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,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,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V;
(3)根据图可知,U=IR=0.5A×4Ω=0.2A×10Ω=---0.1A×20Ω=2V为定值,故得出的结论是:在电压不变时,通过导体的电流与电阻大小成反比.
故答案为:(1)0.4;(2)右;(3)在电压不变时,通过导体的电流与电阻大小成反比.

点评 本题探究电流与电阻的关系,考查欧姆定律的运用、控制变量法、操作过程、数据分析等知识.

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