Question

15．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6V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，电流与电阻成反比．
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来将10Ω的电阻接人电路，闭合开关，向左（选填“左”或“右”）移动滑片，使电压表示数为2.5V时，读出电流表的示数．
（2）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器．
（3）如表是另一位同学实验记录的结果，其中一个电流值记录是错误的．你认为错误的值是0.31．

R/Ω	5	10	15	20	25
1/A	0.60	0.31	0.20	0.15	0.12

Answer 1

分析 （1）①根据图象分析电流和电阻的关系，即电压一定，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=$\frac{U}{I}$计算出电路中的总电阻，从而计算出滑动变阻器的阻值；
（3）电压一定，电流和电阻成反比，据此分析数据中的错误值．

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；由I=$\frac{U}{R}$可知，电阻两端的电压：U=IR=0.5A×5Ω=2.5V；
探究电流与电阻的关系时，需保持电压表的示数不变，因此将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，故将滑片向左滑动，保持电压表的示数为2.5V，并读出电流表的示数；
（2）根据串联分压的知识，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=$\frac{U}{R}$可得，R_总=$\frac{{U}_{总}}{I}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω；
所以R_滑=R_总-R=60Ω-25Ω=35Ω；
（3）电压一定时，电流和电阻成反比，由U=IR可知：
U₁=5Ω×0.6A=3V；
U₂=10Ω×0.31A=3.1V；
U₃=15Ω×0.2A=3V；
U₄=20Ω×0.15A=3V；
U₅=25Ω×0.12A=3V；
显然第二组数据中的电流值错误．
故答案为：（1）①电流与电阻成反比；②左；2.5；（2）35；（3）0.31．

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、电压的规律，及欧姆定律的变形应用．