Question

用如图甲所示的电路探究“电压一定时，通过导体的电流与电阻的关系”，已知电源电压恒为4V，实验用到的定值电阻R分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．
（1）根据电路图甲，将乙图中实物电路连接完整（导线不能交叉）．
（2）闭合开关前，将滑动变阻器滑片移至

 

（填“A”或“B”）端．将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表的示数．
（3）换用不同的电阻，调节滑动变阻器的滑片，使电表示数为

 

V，记下电流表的示数．
（4）经多次实验，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可得出：电压一定时，

 

．
（5）为了让提供的电阻都能用到，滑动变阻器可接入电路的阻值范围是

 

Ω至

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）电压表与电阻并联，根据实际确定电压表的量程，滑动变阻器串联在电路中，并要接一上一下；
（2）为保护电路，在闭合开关前，应将滑片移至最大阻值处；
（3）探究电流和电阻的关系，要保持电阻两端的电压不变，改变电阻；
（4）掌握反比例函数图象，分析图象得出：电压不变，电流和电阻成反比；
（5）根据串分压的知识，根据I=0.5A和R=25Ω分别计算滑动变阻器的最小阻值和最大阻值．

解答：解：（1）电压表应与电阻并联，根据题意可知，始终保持电压表的示数为2.5V，所以可选择0～3V的量程；滑动变阻器已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱，如图所示：

（2）由图知，滑动变阻器的下面接了右边的B接线柱，所以在闭合开关前，将滑片移至最右端即A端；
（3）要探究电流和电阻的关系，要保持电阻两端的电压不变，由（2）知，需使电压表的示数为2.5V；
（4）由图知，电压一定，导体中的电流与导体的电阻成反比；
（5）滑动变阻器两端的电压应为U_滑=4V-2.5V=1.5V
当电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路的阻值最小；根据图象可知，最大电流为0.5A时，则R_min=

U滑

Imax

=

1.5V

0.5A

=3Ω；
根据图象可知，当定值电阻的阻值为25Ω时，电路中的电流为0.1A，
则R_max=

U滑

Imin

=

1.5V

0.1A

=15Ω；
故滑动变阻器接入电路的阻值范围是大于3Ω小于15Ω．
故答案为：（2）A；（3）2.5；（4）通过导体的电流与导体的电阻成反比；（5）3；15．

点评：此题是探究“电压一定时，通过导体的电流与电阻的关系”实验，实验中要控制电阻两端的电压不变，这是解决此题的关键，同时考查了滑动变阻器的使用，还涉及到了欧姆定律在串联电路中的应用．