Question

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

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）电路连接无误后，闭合开关，电流表指针几乎不发生偏转，电压表指针有较大的偏转，请帮他找出下列可能故障的原因______．（填下列故障原因的代号）A．电阻短路 B．电源接触不良C．电阻断路 D．电压表没有接好（3）排除故障后，同学们在实验中，一位同学首先设定电阻两端的电压为2.5V，在接5Ω的电阻后，闭合开关，将滑片向______（选填“A”、“B”）移动，把电压调到2.5V后，读取完电流表示数后，直接拆下阻值为5Ω的电阻改换成阻值为10Ω的电阻．他认为这样操作简捷高效．那么，①电压表示数会怎样变化：______．②请你指出他在操作中的错误：______．③把5Ω的电阻改换成阻值为10Ω的电阻时，正确的操作后，再将滑动变阻器的滑片向______（选填“A”、“B”）移动，使电压表的示数______，读取完电流表示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象．由图象丙可以得出结论：当电压一定时，______．（4）本实验的过程中，采用了物理学中比较常用的______．A．等效替代法 B．转换法 C．类比法 D．控制变量法（5）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于______Ω的滑动变阻器．

Answer 1

（1）滑动变阻器的任意上方接线柱与定值电阻的右接线柱相连，如下图所示：

（2）A、电阻短路，电流增大，电流表示数增大，电压表测导线电压，示数为0．不符合题意．
B、电源接触不良，电路断路，电流表和电压表都无示数，不符合题意．
C、电阻断路，电流表无示数，电压表串联在电路中，测电源电压有示数．符合题意．
D、电压表没有接好，则无法测电压示数为0．不符合题意．
故选C．
（3）根据欧姆定律判断滑片的移动方向，
①拆下阻值为5Ω的电阻改换成阻值为10Ω的电阻，则电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，变阻器两端的电压减小，由于电源电压不变，根据串联电路的电压特点可知：10Ω电阻两端的电压变大，即电压表示数变大；
②探究电流与电阻的关系时，应控制电阻两端电压不变，用10Ω电阻替换5Ω电阻时，10Ω电阻两端的电压变大所以，错误是不能保持电阻两端电压不变；
③在用10Ω电阻替换5Ω电阻时，应先断开开关，拆下5Ω的电阻，然后换上10Ω的电阻，闭合开关，由于10Ω电阻两端的电压变大，所以应增大滑动变阻器接入电路中的电阻，将即滑动变阻器的滑片向B移动，减小电路中的电流，使电压的示数达到2.5V；然后读出电流表示数．
由图象丙可以得出结论：当电压一定时，电流与电阻成反比．
（4）本实验的过程中，应控制电阻两端电压不变，所以采用了物理学中比较常用的控制变量法；故选D．
（5）当定值电阻R=25Ω时，由图丙可知，此时电路中的电流I=0.1A，
则电路中的总电阻为：R_总=

U

I

=

6V

0.1A

=60Ω，
所以滑动变阻器的最大阻值不能小于：R_滑=R_总-R=60Ω-25Ω=35Ω．
故答案为：
（1）实物电路图的连接如上图所示；
（2）C；
（3）A；①变大；②电阻两端电压不同；③B；2.5V；电流与电阻成反比；
（4）D；
（5）35．