Question

小明利用如图甲的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器A的规格为（“10Ω 1A”），变阻器B的规格为（“20Ω 1A”）。

(1)电路连接并检查完后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最_____端（选填“左”或“右”）；

(2)实验中完成了5Ω的电阻实验后，将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻，闭合开关，应将滑动变阻器滑片向_____（选填“左”或“右”）适当滑动，使电压表示数恢复到原来的值；

(3)小明同学进行了五次实验，根据所得数据画出电流与电阻关系的图象如乙图。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定，根据乙图中的数据分析，阻值为_____Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片；

(4)去掉第(3)题提到的这组数据后，根据实验数据可以得出结论：_____；

(5)在连接电路时，为保证实验顺利进行，则应选择变阻器_____（选填“A”或“B”）连入电路。

Answer

右 右 20 在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 B

【解析】

(1)[1]为保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至阻值最大处，即最右端。

(2)[2]探究电流与电阻的实验中，应保持电阻两端的电压不变（即电压表示数不变）；将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，由串联分压的原理可知，其分得的电压增大（即电压表示数增大）；为使电压表示数减小为原来的值，由串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理可知应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动。

(3)[3]根据乙图中画出的电流与电阻关系的图象可知，电流与电阻的乘积为：

UV1=I1R1=0.6A×5Ω=3V

UV2=I2R2=0.3A×10Ω=3V

UV3=I3R3=0.2A×15Ω=3V

UV4=I4R4=0.18A×20Ω=3.6V

UV5=I5R5=0.12A×25Ω=3V

由以上数据可知除定值电阻为20Ω外，电流与电阻之积为一定值，所以阻值为20Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片。

(4)[4]去掉第(3)题提到的这组数据后，根据实验数据可以得出在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。

(5)[5]电源电压为4.5V，根据图象可知，当电流最小为0.12A时，电路中的总电阻是最大的，总电阻

R总==37.5Ω

则此时滑动变阻器接入电路的电阻应为

R滑=R总-R=37.5Ω-25Ω=12.5Ω＞10Ω

故应选滑动变阻器B。