实验探究电流与电阻的关系1.某班进行了探究“电流与电阻的关系”的实验,某小组设计了如图甲所示的实验电路.实验室中可选用的器材有:两节新干电池,电流表、电压表各一只,开关一个,阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器一个,导线若干.【基础设问】(1)如图乙所示的实验电路中有一根导线连接错误,请在接错的导线上画“×”,然后结合图甲另画一根导线使电路连接正确.(2)在连接实验电路时,开关应处于状态.闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最(填“左”或“右”)端.此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和.(3)实验小组的小华先把10Ω的电阻接入电路,连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则发生这种现象的原因可能是.(4)故障排除后,小华移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,他直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是V,要完成这次实验,接下来他应将滑动变阻器滑片向(填“左”或“右”)端移动,并观察(填“电流表”或“电压表”),使其示数为V.能力设问】(5)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为原因可能是.(填序号)A.滑动变阻器的最大阻值太大B.电压表量程选小了C.滑动变阻器的最大阻值太小【(6)小华解决了上述问题后,完成了实验,利用收集到的多组数据,作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图像,图中阴影部分“面积”表示的物理量是;进一步研究发现由图线上任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等,由此可得出的实验结论是.小华选用的滑动变阻器的最大阻值至少为Ω.(7)小华在进行实验时,若将电压表并联在了滑动变阻器两端,(填“能”或“不能”)得到电流与电阻的关系,理由是.(8)小组间交流时,发现相邻两个小组在相同的坐标系中画出的图像分别如图戊、己所示,你认为他们的图像不同的原因是.【拓展设问】(9)小亮也用图甲所示的电路图探究电流与电阻的关系,电源为两节新干电池,小亮选用的滑动变阻器的规格为“10Ω1A”.①若题述4个定值电阻均能完成实验,则应控制定值电阻两端电压不低于V;②若控制定值电阻两端电压为2V,则小亮可以选用的定值电阻的最大阻值为Ω;③小亮认为小华作出的I-R图线为曲线,看起来不直观,于是将图像进行了变换,从而直观地判断出了I与R的关系,小亮的改进方法为;④实验中需要不断更换定值电阻,操作复杂,请你提出一条改进建议:.1.【答案】(1)如图所示.(2)断开左保持定值电阻两端电压不变(3)R断路(合理即可)(4)2.4左电压表2(5)C(6)电压当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比25(7)能更换定值电阻后,调节滑动变阻器滑片使电压表示数保持1V不变即可(8)这两个小组所控制的定值电阻两端的电压不同(9)①2.5②20③作I-图像④用电阻箱替代定值电阻【解析】(4)如题图丙所示,电压表量程为0~3V,其示数为2.4V,拆下阻值为10Ω的电阻改换成阻值为20Ω的电阻,闭合开关,电压表的示数会变大,应增大滑动变阻器的阻值,则应将变阻器滑片向左移动,使电压表的示数为2V不变.(5)改用50Ω的电阻时,电路中的电流I===0.04A,滑动变阻器连入电路的阻值R滑===25Ω,若滑动变阻器的最大阻值小于25Ω,把滑动变阻器阻值全部接入电路,滑动变阻器分得的电压还是较小,不能使定值电阻两端电压达到要求的值.(6)阴影部分“面积”可由横坐标和纵坐标的乘积得出,由U=IR可知,阴影部分“面积”为电压.实验结论是当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.由(5)可得,滑动变阻器最大阻值至少为25Ω.(9)①由串联电路电压规律知,变阻器的电压为U滑=U-UV,根据串联电路电流处处相等知,=,即-1=,因电源电压和电压表示数不变,则当变阻器的最大阻值接入电路时,对应的定值电阻最大,即-1=,故UV=2.5V.②当控制定值电阻两端电压为2V时,滑动变阻器两端电压为1V,此时电路中的电流I'===0.1A,则定值电阻R的最大值Rmax===20Ω.③根据I=可知,电压保持不变时,电流与电阻成反比,因I==U·,即电压保持不变时,电流I与电阻的倒数成正比,可以直观地判断I与R的关系.④用电阻箱代替定值电阻可直接调节电阻箱的阻值,不用拆解电路即可完成实验.