Question

图（甲）是小强探究“电流跟电阻的关系”的实验电路．

实验器材：电源（恒为4.5V），电流表、电压表各一只，一个开关，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑动变阻器（“10Ω 2A”、“20Ω 1A”），导线若干．
（1）实验中多次改变R的阻值，并得到多组实验数据，由这些数据得到如图（乙）所示的I-R图象，由图象可得结论：

电压不变，导体中的电流跟导体的电阻成反比

．
（2）在上述实验中，小强先用5Ω的电阻做完实验后，断开开关，接着仅把10Ω的电阻换下5Ω的电阻继续做实验，闭合开关后，电压表的示数将

大于

2.5V（填“大于”、“小于”或“等于”），接下来应把滑片P适当向

上

（填“上”、或“下”）移动，使电压表示数保持不变．
（3）当小强改用15Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表的示数达到实验要求的值．请你分析“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因是：

滑动变阻器的阻值太小

．
（4）为了完成实验，请你想一想利用现有的实验器材如何解决这一问题．说出一种方法并简要说明方法的理由．方法：

换用最大阻值为20Ω的滑动变阻器

理由：

根据串联电路的电流相等：

2.5V

15Ω

=

2V

R滑

解得：R_滑=12Ω，故换用“20Ω1A”的滑动变阻器

．

Answer 1

分析：（1）分析图乙，得出电流和电阻的反比例关系：电压不变，电流和电阻成反比；
（2）根据串分压的知识，若电阻增大，分得的电压将变大，要减小电阻两端的电压，需增大滑动变阻器的阻值；
（3）根据串联电路的电压、电流规律结合欧姆定律计算出电阻为15

解答：解：（1）由图丁所示图象可知：在电压不变的情况下，通过电阻的电流与电阻值的乘积不变，是一个定值，这说明：在电压不变时，电流与电阻成反比；
（2）用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，电阻两端的电压将变大，即示数大于2.5V；
此时应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向上滑动，直到电压表的示数为2.5V．
（3）由题意知，滑动变阻器两端的电压应为U滑=4.5V-2.5V=2V
根据串联电路的电流相等：

2.5V

15Ω

=

2V

R滑

解得R滑=12Ω
无法使电压表的示数达到实验要求的值，可能由于滑动变阻器的最大阻值太小，把滑动变阻器阻值全部接入电路时，滑动变阻器分得的电压还是较小，不能使电阻两端达到要求的值；
也可能是电源电压太大，使滑动变阻器的阻值调到最大，也不能使电阻两端的电压达到2.5V；
（4）由（3）分析，完成实验，可换用最大阻值为20Ω的滑动变阻器．
故答案为：（1）电压不变，导体中的电流跟导体的电阻成反比；
（2）大于；上；
（3）滑动变阻器的阻值太小；
（4）换用最大阻值为20Ω的滑动变阻器；
理由：
根据串联电路的电流相等：

2.5V

15Ω

=

2V

R滑

解得：R_滑=12Ω，故换用“20Ω 1A”的滑动变阻器．

点评：本题考查了连接实物电路图、实验数据处理、实验操作分析、实验操作改进等问题，实验操作分析及实验改进措施是本题的难点，要根据串联电路的分压原理认真分析，然后提出改进措施．