Question

（2012?安慶一模）某實驗小組在探究“電阻中的電流與電阻的關(guān)系”時選擇了以下器材：學(xué)生電源、開關(guān)1個、滑動變阻器R₀一個、導(dǎo)線若干、四個定值電阻（R₁=5Ω、R₂=10Ω、R₃=15Ω、R₄=20Ω），但是由于粗心少領(lǐng)了一只電壓表，多領(lǐng)了一只電流表．同學(xué)們通過思考討論設(shè)計出了如圖所示的電路圖，并進行了實驗（實驗之前老師特別強調(diào)他們注意用控制變量法）．實驗步驟如下：

接入的電阻	R1	R2	R3	R4
電阻R/Ω	5	10	15	20
電流I/A	1.00	0.50	0.33

a．先將各元件按電路圖正確連接，接入的定值電阻分別為R₁=5Ω、R₂=10Ω，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出電流表的示數(shù)記如表；
b．把定值電阻R₂換成R₃，

調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表A₁的示數(shù)保持1A不變

，記下對應(yīng)電流表A₂的示數(shù)，填入表格中（請你幫他們完成這一步的操作）；
c．分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論：

當(dāng)電阻兩端電壓一定時，通過電阻的電流與電阻成反比

；
d．再把R₃換成R₄，按前面的操作進行調(diào)節(jié)，并記下對應(yīng)電流表的示數(shù)，請你根據(jù)實驗結(jié)論幫他們將表格中的數(shù)據(jù)填寫完整．

Answer 1

分析：要探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻的關(guān)系，就要保持導(dǎo)體兩端的電壓不變，改變導(dǎo)體的電阻由此入手進行分析設(shè)計電路．
（1）若把定值電阻R₂換成R₃時，要求此時R₃的電壓與原來的電壓不變，故據(jù)并聯(lián)電路的特點可知，只需調(diào)節(jié)滑動變阻器讓定值電阻R₁的電流不變即可．同時分析表格中的數(shù)據(jù)可以得出規(guī)律；
（2）據(jù)第一次或第二次試驗的數(shù)據(jù)，先計算出不變的電壓來，而后再據(jù)電壓不變，據(jù)的電阻R₄和歐姆定律可計算出此時的 電流．

解答：解：b、此時電阻R₁=5Ω、R₂=10Ω，且兩個電阻并聯(lián)，故兩個電阻的電壓相等，若把定值電阻R₂換成R₃時，要求此時R₃的電壓與原來的電壓不變，故據(jù)并聯(lián)電路的特點可知，只需調(diào)節(jié)滑動變阻器讓定值電阻R₁的電流保持1A不變即可．
c、分析表中的數(shù)據(jù)不難看出，當(dāng)電阻兩端電壓一定時，通過電阻的電流與電阻成反比；
d、據(jù)R₁的電流是1A，其電阻是5Ω，故其電壓是U=IR=1A×5Ω=5V；
所以當(dāng)將R₃換成R₄時，此時的電阻是20Ω，故此時的電流還是I=

U

R

=

5V

20Ω

=0.25A．
故答案為：調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表A₁的示數(shù)保持1A不變；當(dāng)電阻兩端電壓一定時，通過電阻的電流與電阻成反比； 0.25．

點評：探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻的關(guān)系，就要保持導(dǎo)體兩端的電壓不變，故據(jù)并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律，結(jié)合歐姆定律進行分析計算是解決該題的關(guān)鍵．