Question

18．学了电流、电压、电阻三个物理量，小舟和他的同学猜想，既然电压是形成电流的原因、电阻是导体对电流的阻碍作用，则电流肯定与导体两端的电压、导体的电阻有关，为此他们设计并探究了电流与电阻的关系实验，用到如下器材：电源1个，电流表，电压表各1只，不同阻值的定值电阻5Ω、10Ω、15Ω和20Ω各一个，滑动变阻器1只，开关1个，导线若干．

（1）如图1是小舟设计电路图，请你帮小舟将右边的实物图连接完整；
（2）在拆接电路时，开关应断开；
（3）测量数据时，发现电流表指针如图2所示，原因是电流表的正负接线柱接反了；
（4）当接5Ω电阻时，电压表的示数是3V，将阻值为5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片，让电压表的示数等于3V．（选填“大于”、“小于”或“等于”）；此探究用到的研究方法是控制变量法
（5）如表是他们获取的部分实验数据，由数据可以得出结论：当电阻两端电压相等时，电阻越大，通过它的电流越小．

电阻R/Ω	5	10	15	20
电流I/A	0.6	0.3	0.2	0.15

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器的连接方法：一上一下；
（2）在改变电路过程中，开关应是断开的；
（3）电流应从电流表的正接线柱流入，负接线柱流出，否则指针会反转；
（4）根据控制变量法，探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变．
（5）分析表中数据得出结论．

解答 解：（1）滑动变阻器已连了上面一个接线柱，应再连下面一个接线柱．如下图所示：

（2）为保护电路，在拆接电路的过程中，开关应是断开的；
（3）由图知，电流表指针反转，所以可知电流表的正负接线柱接反了．
（4）滑动变阻器的阻值不变，将阻值为5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路，根据分压原理，则电阻两端的电压增大；要使电阻两端的电压不变，由串联电路电压的规律，应增大变阻器分得的电压，故应增大滑动变阻器连入电路中的阻值，将滑片向右端滑动，使电压表示数为3V；
（5）由表格中数据知，电阻两端的电压为U=I₁R₁=0.6A×5Ω=10Ω×0.3A=…=3V保持不变，电阻增大，对应的电流减小．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）断开；
（3）电流表的正负接线柱接反了；
（4）等于；控制变量法；
（5）小．

点评 本题探究电流与电阻的关系，考查电路连接、实验注意事项、控制变量法的应用、及分析数据归纳结论的能力，属于中等难度的题目．