Question

18．小明同学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）请根据图甲所示电路图将图乙所示的实物电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片左滑．电路中的电流增大，导线不允许交叉）．闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到B （选填“A”或“B”）端．
（2）滑动变阻器在本实验中的作用是①保护电路，②保持定值电阻两端的电压不变．
（3）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，得到如图丙所示的电流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，通过导体的电流与它的电阻成反比．②上述实验中，超超用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是，将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.5 V时，读出电流表的示数．
（4）若电流表的示数突然变为0，而电压表的示数增大，经检查，电表和导线无故障，则出现的故障可能是灯泡断路．
（5）以上实验中所用到物理实验方法是控制变量法，下列实验中也用到了该方法的是B （填字母）
A．探究杠杆平衡条件   B．探究影响滑动摩擦力大小的因素   C．测液体的密度．

Answer 1

分析 （1）电压表应并联在待测电阻两端，故据丙图象可判断出电压表的量程；再据滑动变阻器的解法及滑片左滑、电流变大，连接实物图即可．
电路在闭合开关前，滑片应打到最大阻值处；
（2）该实验中应控制电压不变，探究电流和电阻的关系，所以上面的知识分析该题即可判断．
（3）①分析丙图中的图象，判断电流和电阻的关系即可；
②据丙图中数据，结合欧姆定律分析即可得出电压值；
（4）无电流，则电路断路，电压表有示数，则与电压表并联的电路断路；
（5）据所学的控制变量法及所学的应用控制变量法的实验进行解析．

解答 解：（1）电压表并联在待测电阻两端，且据丙图象中电阻为5Ω时对应的电流的数据能看出（其他的数据也可以），据I=$\frac{U}{R}$可知，
U=IR=0.5A×5Ω=2.5V，所以电压表选择小量程；同时变阻器的接法是“一上一下”，且滑片左滑、电流变大，故滑片左边的电阻丝接入电路，故答案图见下．

电路在闭合开关前，滑片应打到最大阻值处，故闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到B处；
（2）滑动变阻器的基本作用是保护电路，由于该实验中要求保持电阻两端的电压不变，所以此时滑动变阻器的作用就是：保持定值电阻两端的电压不变．
（3）①分析丙图中的图象汇总电流和电阻的关系可看出：电压一定时，通过导体的电流与它的电阻成反比；
②用5Ω的电阻做实验时，此时的电流是0.5A，根据I=$\frac{U}{R}$可知，U=IR=0.5A×5Ω=2.5V，由于该实验中的要求保持定值电阻两端的电压不变，所以此时将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数仍为2.5V；
（4）若电流表的示数为突然变为零，则电路断路，电压表有示数，则可能与电压表并联的电阻断路；
（5）在该实验中，我们保持电压不变，观察并分析电流与电阻的关系并得出规律，这里用到了控制变量法；
ABC中只有B，滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度两个因素有关，用到控制变量法．
故答案为：（1）见上图；B；
（2）保护电路；保持定值电阻两端的电压不变；
（3）①电压一定时，通过导体的电流与它的电阻成反比；②2.5；
（4）灯泡断路；
（5）控制变量法；B．

点评 （1）通过探究电流跟电阻关系的实验，考查了电流表和电压表的使用规则，滑动变阻器的使用；
（2）知道研究“电流与电压和电阻的关系”实验，采用控制变量法的思想，研究电流与电压的关系，控制电阻不变；研究电流与电阻的关系，控制电压不变．