5. 小明利用如图甲所示的电路“探究电压一定时电流与电阻的关系”，已知电源电压为4.5 V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω，滑动变阻器的规格为“50 Ω 1 A”。

(1)若按照如图乙所示的实物电路连接好电路，闭合开关后看到的现象是。为了正确地进行实验，只需改动一根导线的位置即可，请你将错误的那根导线画“×”，并将它改到正确的位置上(导线不能交叉)。
(2)改正电路后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至最（选填“左”或“右”）端。
(3)实验中将5 Ω的定值电阻更换为10 Ω后，闭合开关，应将滑动变阻器滑片向（选填“左”或“右”）适当移动，使电压表示数。
(4)为了用上所有的定值电阻完成5次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持V不变。
(5)小明同学每次随机选取一个定值电阻，进行了5次实验，并根据测得的实验数据作出了如图丙所示的图像，且实验中各电路元件完好，读数、记录均正确。但老师发现5次实验中有1次未移动滑片，便直接读出电压表示数，根据图像分析，阻值为Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片，这次实验之前的那一次实验中，小明选用的是Ω的定值电阻。
(6)由图丙可知，滑动变阻器两端的电压为V。
(7)正确进行5次实验的过程中，滑动变阻器的最大阻值不小于Ω。

(1)电压表指针明显偏转，电流表示数为零
(2)右
(3)右 保持不变(或和上一次实验一致)
(4)1.5
(5)20 10
(6)1.5
(7)12.5

【分析】
本题是探究电压一定时电流与电阻关系的实验题，需结合欧姆定律、串联电路规律分析各问题：
1. 第(1)问：先分析乙图电路连接错误，判断故障现象，再修正电路；
2. 第(2)问：闭合开关前滑动变阻器调至最大阻值处，根据接法判断滑片位置；
3. 第(3)问：换大定值电阻后，根据串联分压规律调整滑动变阻器，保持定值电阻两端电压不变；
4. 第(4)问：利用串联分压，结合滑动变阻器最大阻值，计算定值电阻两端最小控制电压；
5. 第(5)问：根据I-R图像，电压一定时I与R成反比，计算各点电压，找出未移动滑片的那次；
6. 第(6)问：电源电压减去定值电阻两端控制电压，得滑动变阻器电压；
7. 第(7)问：最大定值电阻接入时，计算所需滑动变阻器的最小阻值。
【解析】
(1) 乙图中电压表串联在电路，电流表并联，电路中电流几乎为0，电流表示数为0；电压表内阻极大，测电源电压，指针明显偏转。错误导线为电流表连接滑动变阻器的导线，打“×”后，改接至定值电阻右端，使电流表串联、电压表并联在定值电阻两端，导线不交叉。
(2) 闭合开关前，滑动变阻器需调至最大阻值，由接法可知滑片在右端时电阻最大，故调至右端。
(3) 换10Ω定值电阻后，其分压变大，为保持定值电阻两端电压不变，需增大滑动变阻器分压，即增大滑动变阻器接入电阻，滑片向右移动，使电压表示数保持不变。
(4) 设定值电阻两端控制电压为U，电源电压4.5V，滑动变阻器最大50Ω，当定值电阻最大25Ω时，串联分压：$\frac{U}{4.5V - U} = \frac{25Ω}{50Ω}$，解得U=1.5V，即至少保持1.5V。
(5) 由图丙，电压一定时IR为定值：5Ω时0.6A×5Ω=3V，10Ω时0.3A×10Ω=3V，15Ω时0.2A×15Ω=3V，20Ω时0.18A×20Ω=3.6V≠3V，故20Ω时未移动滑片。此时滑动变阻器电阻：$\frac{4.5V - 3.6V}{0.18A}=5Ω$，之前实验电流为$\frac{4.5V - 3V}{5Ω}=0.3A$，对应电阻$R=\frac{3V}{0.3A}=10Ω$。
(6) 滑动变阻器两端电压=电源电压-定值电阻两端电压=4.5V-3V=1.5V。
(7) 最大定值电阻25Ω接入时，电流0.12A，滑动变阻器电压1.5V，故滑动变阻器最小阻值：$\frac{1.5V}{0.12A}=12.5Ω$。
【答案】
(1) 电压表指针明显偏转，电流表示数为零
(2) 右
(3) 右 保持不变(或和上一次实验一致)
(4) 1.5
(5) 20 10
(6) 1.5
(7) 12.5
【知识点】
欧姆定律、探究电流与电阻的关系、串联电路分压
【点评】
本题综合考查探究电流与电阻关系的实验，涉及电路故障分析、滑动变阻器操作、串联分压规律及欧姆定律应用，需学生掌握实验原理和操作要点，逻辑分析要求较高。
【难度系数】
0.3