Question

11．在“探究电流与电阻的关系”的实验中，小宇设计了如图甲所示的电路图，用阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻进行探究，滑动变阻器有A（5Ω 1A）和B（10Ω 1A）两种规格可供选择．

（1）请在图乙所示的实物图中用笔画线代替导线，将电路连接完整（导线不能交叉）；
（2）连接电路过程中，开关应该是断开的，滑动变阻器的滑片应调到最右（选填“左”或“右”）端；

实验次数	1	2	3
电阻R/Ω	5	10	15
电流I/A	0.36	0.18	0.12

（3）探究得到的实验数据如表所示：分析表中数据：可以得到的结论是：在电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（4）根据他的探究过程，可以判断它选择的滑动变阻器是B（选填“A”或“B”）
（5）当用5Ω、10Ω的电阻探究时，保持电压表示数均为1.8V，滑动变阻器连入阻值分别为R₁、R₂，则R₁＜R₂（选填“＞”、“=”或“＜”）；
（6）这个电路图还可以完成的实验有：测电阻的大小（或测电阻的功率）（说出一个即可）

Answer 1

分析 （1）根据电源电压确定电压表量程与R并联，变阻器接线柱按一上一下接入电路中；
（2）为保护电路，连接电路过程中，开关应该是断开的，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处；
（3）横向分析表中数据得出结论；
（4）根据串联电路电压的规律和分压原理确定当最大定值电阻连入电路中时确定变阻器的最小电阻；
（5）研究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，据串联电路电压的规律，即定值电阻的电压与变阻器的电压之比为定值，根据分压原理，确定当用5Ω、10Ω的电阻探究时，滑动变阻器连入阻值分别为R₁、R₂的大小关系；
（6）根据图中测出的量和欧姆定律或P=UI分析回答．

解答 解：（1）图中为2节干电池串联，则电源电压为3V，电压表选用小量程与R并联，变阻器接线柱按一上一下接入电路中，如下图所示：

（2）连接电路过程中，开关应该是断开的，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处，即最右端；
（3）在“探究电流与电阻的关系实验中，应控制电阻两端的电压保持不变；
分析表中数据可知，电阻是原来的几倍，通过的电流是原来的几分之一，故可以得到的结论是：在电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（4）由表格中的数据和欧姆定律可得，实验中电压表的示数：U=IR=0.36A×5Ω=1.8V，
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U_滑=3V-1.8V=1.2V，
变阻器分得的电压是电阻两端电压的$\frac{1.2V}{1.8V}$=$\frac{2}{3}$，根据分压原理可知，当15Ω的定值连入电路中时，变阻器连入电路中的电阻：R_滑=$\frac{2}{3}$×15Ω=10Ω，所以根据他的探究过程，可以判断它选择的滑动变阻器是B；
（5）当用5Ω、10Ω的电阻探究时，保持电压表示数均为1.8V，因电源电压为3V保持不变，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压也保持不变，即定值电阻的电压与变阻器的电压之比为定值，根据分压原理：电压的分配与电阻成正比，因5Ω＜10Ω，故滑动变阻器连入阻值分别为R₁、R₂，则R₁＜R₂；
（6）因电压表可测出电压的大小，电流表可测出通过电阻的电流，根据欧姆定律可测电阻的大小（或根据P=UI可测出电阻的功率），所以，这个电路图还可以完成的实验有：测电阻的大小（或测电阻的功率大小）；
故答案为：（1）如上图所示；（2）断开；右；（3）在电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（4）B；（5）＜；（6）测电阻的大小（或测电阻的功率）．

点评 本题探究电流与电阻的关系，考查电路的连接、注意事项、数据分析、器材的选择、控制变量法的运用及串联电路电压的规律和分压原理的运用．