Question

5．小红想要探究“通过导体的电流与其电阻的关系”．已知电源电压为6V且保持不变，有三种规格滑动变阻器可供选择：R₁（60Ω，1A），R₂（40Ω，1A），R₃（100Ω，0.3A）．用到的定值电阻R的阻值分剐为25Ω、20Ω、10Ω、5Ω．
（1）请用笔画线代替等线将图甲所示的电路连接完整（要求向左移动滑片时滑动变阻器的阻值变大）．
（2）小红先将5Ω的电阻连入电路，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，此时的电流值为0.4A．
（3）当把电路中5Ω的电阻换成10Ω的电阻时．应该将滑动变阻器的滑片向左 （选填“左”或“右”）移动，直至电压表的示数为2V时，将电流表的读数记录在表格中．
（4）再将其它电阻分别接入电路，重复上述操作，记录的实验数据如表所示，由此所得出的结论是在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比
（5）此实验中滑动变阻器除了可以保护电路外，还有保持电阻R两端的电压不变的作用．为完成整个实验，应该选取滑动变阻器R₁ （选填“R₁”、“R₂”或“R₃”）．
（6）另一小组的同学在实验时发现20Ω的定值电阻坏了．他们发现实验室中有一种小灯泡标有“4V，0.2A”，于是用该灯泡替换20Ω的定值电阻，你认为这种做法是不可行（选填“可行”或“不可行”）的．

实验次数	1	2	3	4
定值电阻阻值/Ω	5	10	20	25
电流表示数/A		0.2	0.1	0.08

Answer 1

分析 （1）将电压表与电阻并联，滑动变阻器、电流表串联在电路中，滑动变阻器要接一上一下；
（2）根据乙图确定量程，读出电流表的示数；
（3）根据串分压的知识，换成大电阻后，电阻两端的电压将增大，要保持电阻两端的电压不变，应增大滑动变阻器的阻值；
（4）分析表格中数据，得出电阻不变时，电流由电压的正比例关系；
（5）滑动变阻器的作用：保护电路，保持电阻两端的电压不变；
当电阻的阻值最大时，所需变阻器的阻值最大，根据最后一组数据求出变阻器所需的最大阻值；
（6）根据灯丝的电阻随温度的升高而增大的特点进行分析．

解答 解：（1）将电压表与电阻并联，滑动变阻器、电流表串联在电路中，向左移动滑片时滑动变阻器的阻值变大，所以滑动变阻器的下面应接右边的接线柱，如图所示：

（2）由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，示数为0.4A；
（3）当把电路中5Ω的电阻换成10Ω的电阻时．电压表的示数变大，要保持电压表的示数不变，此时应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向左滑动；
由（2）知，电压表的示数应为U=IR=0.4A×5Ω=2V；
（4）由表格中数据知，电流与电阻的乘积为定值，可得在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；
（5）在此实验中，变阻器的基本作用是保护电路；
主要作用是保持电阻两端的电压不变；
当电阻为25Ω时，所需变阻器的阻值最大，此时变阻器两端的电压U_滑=6V-2V=4V；
滑动变阻器的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.08A}$=50Ω，所以应用R₁；
（6）由于灯丝电阻随温度的升高而增大，所以实验中不可用灯泡代替定值电阻．
故答案为：（1）见上图；（2）0.4；（3）左；（4）在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（5）保持电阻R两端的电压不变；R₁；（6）不可行．

点评 本题是探究电流与电阻的关系实验，主要涉及到了对实验电路的连接、变阻器的作用、对实验数据的分析、灯丝电阻与温度的关系，有关变阻器的应用及其选择，要利用好欧姆定律，考查全面，重点．