Question

4．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）请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）．
（2）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，导体中的电流与电阻成反比．
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来断开开关，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，然后将滑动变阻器的滑片向左移动（填“左”或“右”），使电压表示数为2.5V时，读出电流表的示数．
（3）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．

Answer 1

分析 （1）根据电路图连接实物图；
（2）①分析表中数据得出结论；
②研究电流与电阻关系时，要控制电压不变为2.5V，先根据分压原理确定换上电阻后电压表示数的变化，再由串联电路电压的规律确定滑片移动的方向；
（3）由串联电路电压的规律，求变阻器分得的电压，由分压原理求出当接入最大定值电阻时变阻器连入电路中的阻值，确定滑动变阻器最大阻值至少为多少．

解答 解：（1）变阻器按一上一下原则接入电路中，电压表并联在电阻两端，如下所示：

（2）由图丙可知，电阻与对应的电流之积为U=RI=5Ω×0.5A=…=25Ω×0.1A=2.5V为定值，即电压一定时，导体中的电流与电阻成反比；
（3）研究电流与电阻关系时，要控制电压不变为2.5V，当小明将10Ω的电阻接入电路，由分压原理，电压表示数增大，根据串联电路电压的规律，要增大变阻器分得的电压，由分压原理，应增大变阻器连入电路中的电阻大小，即将滑动变阻器的滑片向左移动，使电压表示数为2.5V时，读出电流表的示数．
（4）电源电压为6V，由串联电路电压的规律，变阻器分得的电压U_滑=6V-2.5V=3.5V，变阻器的电压为电压表示数的$\frac{3.5V}{2.5V}$=$\frac{7}{5}$，由分压原理，变阻器连入电路中的阻值R_滑=$\frac{7}{5}$×25Ω=35Ω，即为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器．
故答案为：（1）如上所示；
（2）①电压一定时，导体中的电流与电阻成反比；②左；2.5；
（3）35．

点评 本题探究电流跟电阻的关系，考查电路的连接、数据处理、操作过程、控制变量法的运用及对器材的要求，为中考的热点问题．