【典型例题 1】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 6 V 且保持不变,实验用到的电阻的阻值分别为 5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω。

(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)小明同学刚刚连接完电路就发现电流表有示数,说明他连接电路时没有______开关。
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是______(填选项字母)。
A. 电流表坏了
B. 滑动变阻器短路
C. 电阻断路
D. 电阻短路
(4)实验中多次改变 R 的阻值,调节滑动变阻器的滑片,滑动变阻器的作用是______,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流 I 随电阻 R 变化的图像。
①由图像可以得出结论：______；
②上述实验中,小明用 5 Ω 的电阻做完实验后,接下来的操作是,将 10 Ω 的电阻接入电路,闭合开关,______移动滑片,使电压表示数为______V 时,读出电流表的示数。
(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。

思路导引 (1)将电压表与电阻并联,滑动变阻器与电阻串联,滑动变阻器已接了下面一个接线柱,可再接上面任意一个接线柱。(2)小明同学刚刚连接完电路就发现电流表有示数,说明他连接电路时没有断开开关。(3)如果电流表坏了,电路断路,电压表不能与电源两极相连,电压表没有示数,不符合题意,A 错误。如果滑动变阻器短路,电流表有示数,不符合题意,B 错误。如果电阻断路,电流表没有示数,电压表与电源两端相连,电压表测电源电压,电压表示数接近电源电压,符合题意,C 正确。如果电阻短路,电流表有示数,电压表没有示数,不符合题意,D 错误。(4)探究电流与电阻的关系,应控制不同阻值的定值电阻两端的电压相同,因此用滑动变阻器来使定两端的电压不变。①由题图丙知,电压一定时,电流和电阻成反比；②由题图丙知,当 R = 5 Ω 时,电流表的示数为 0.5 A,所以电阻两端的电压 U = IR = 0.5 A×5 Ω = 2.5 V,在整个过程中,R 两端的电压保持 2.5 V 不变；将 5 Ω 的电阻换为 10 Ω 后,电压表的示数变大,所以应增大滑动变阻器的阻值,将滑片向左端滑动,保持电压表的示数为 2.5 V,并读出电流表的示数。(5)根据串联分压的知识,当电阻 R = 25 Ω 时,滑动变阻器的阻值最大,由题图丙知,此时电路中的电流为 0.1 A；由 I = U/R 得,$R_{总} = U/I = 6 V/0.1 A = 60 Ω,所以滑动变阻器最小阻值 R_{滑} = R_{总} - R = 60 Ω - 25 Ω = 35 Ω。$

答案 (1)如图所示 (2)断开 (3)C (4)控制定值电阻两端的电压不变 ①电压一定时,电流和电阻成反比 ②向左 2.5 (5)35