某物理学习小组为了探究“电流与电阻的关系”，设计了如图*所示的实验电路。他们在学校实验室找来了如下一些实验器材...

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某物理学习小组为了探究“电流与电阻的关系”，设计了如图*所示的实验电路。他们在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为3V的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器“20Ω 1A”一个，导线若干。实验时连接的电路如图乙所示。

（1）连接电路前，开关应　   　（选填“断开”或“闭合”）；

（2）实验中，改变滑动变阻器阻值的目的是使定值电阻两端的电压　   　；

（3）将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路中，每一次都控制定值电阻两端的电压为2.5V；当拆下5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻接入电路时，如果保持滑动变阻器滑片的位置不变，会发现电压表的示数　   　（选填“大”或“小”）于2.5V，接下来应该移动滑片，使电压表示数回到2.5V，读出电流表的示数并记录数据……通过多次实验测得多组数据，并利用这些数据得到如图*所示的电流I随电阻R变化的图象，由数据和图象可以得到的结论是　   　；

（4）以上几次实验中记录电表示数时，当定值电阻消耗的电功率最小时，滑动变阻器接入电路的阻值为　   　Ω。

【回答】

（1）断开；（2）保持不变；（3）大；（4）当导体两端电压一定时，流过导体电流与导体电阻成反比；（5）4。

【分析】（1）为保护电路，连接电路前，开关应断开；

（2）探究“电流与电阻的关系”实验中，要控制电阻的电压不变；

（3）由分压原理分析；

由数据和图象知得出电阻两端的电压为一定值得出结论；

（4）因定值电阻的电压不变，根据P＝分析定值电阻消耗的电功率最小的条件，根据欧姆定律求出电路的电流，由串联电路的规律及欧姆定律得出滑动变阻器接入电路的阻值。

【解答】解：（1）为保护电路，连接电路前，开关应断开；

（2）探究“电流与电阻的关系”实验中，要控制电阻的电压不变，故改变滑动变阻器阻值的目的是使定值电阻两端的电压不变；

（3）将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路中，每一次都控制定值电阻两端的电压为2.5V；当拆下5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻接入电路时，如果保持滑动变阻器滑片的位置不变，由分压原理，会发现电压表的示数大于2.5V，接下来应该移动滑片，使电压表示数回到2.5V，读出电流表的示数并记录数据……通过多次实验测得多组数据，并利用这些数据得到如图*所示的电流I随电阻R变化的图象，由数据和图象知，电阻两端的电压始终保持：

UV＝IR＝0.1A×25Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣＝0.15A×5Ω＝2.5V，电流与电阻之积为一定值，故可以得到的结论是：当导体两端电压一定时，流过导体电流与导体电阻成反比；

（4）因定值电阻的电压不变，当定值电阻消耗的电功率最小时，根据P＝，即定值电阻取最大值20Ω，由欧姆定律，电路的电流为：I小＝＝＝0.125A，

由串联电路的规律及欧姆定律，滑动变阻器接入电路的阻值为：

R滑＝＝＝4Ω。

【点评】本题探究“电流与电阻的关系”，考查注意事项、控制变量法、数据分析和串联电路的规律、欧姆定律的运用及电功率公式的运用。

知识点：电流与电压和电阻的关系

题型：实验,探究题