Question

在“探究電流與電壓、電阻關系”的實驗中：

（1）如圖1所示的電路未完成連接，請你將電路連接完整（用筆劃線代替導線，要求P右移時電阻變大．）
（2）連接電路時開關應處于

 

狀態（填“斷開”或“閉合”），保持定值電阻R=20Ω不變，閉合開關S后，調節滑動變阻器R′，得到多組數據．在分析數據的基礎上得出正確結論．
實驗數據記錄如下：
表1  U=3V

實驗次數	R/Ω	I/A
1	5	0.6
2	10	0.3
3	20	0.15

表2  R=20Ω

實驗次數	U/V	I/A
1	2	0.1
2	4	0.2
3	6	0.3

分析表1數據，可以得出的結論是：

 

；分析表2數據，可以得出的結論是：

 

．
（3）滑動變阻器的作用是

 

（4）變阻器正確的實驗步驟為：
①讓5Ω電阻接入電路，閉合開關，調節滑動變阻器，使電壓表的示數為1.5V，記錄電流表示數；
②將5Ω電阻換成10Ω電阻，閉合開關后發現電壓表示數大于1.5V，應將滑動變阻器的滑片向

 

（填“左”或“右”）移動，當觀察到電壓表示數為

 

 V時，記錄電流表示數；
③將10Ω電阻換成15Ω電阻，閉合開關后發現：當滑動變阻器的滑片移動到最右端時，電流表和電壓表的示數如圖2所示．出現上述情況的原因可能是

 

A．滑動變阻器最大阻值太大                    B．滑動變阻器最大阻值太小
B．C．滑動變阻器斷路                        D．定阻電阻短路
（5）利用實驗數據作出的I-U關系圖線，與圖3（乙）中的

 

最接近．

Answer 1

分析：（1）在探究電流與電壓和電阻的關系實驗中，需要用到電流表測通過導體的電流，與導體串聯；電壓表測導體兩端的電壓，與導體并聯；滑動變阻器調節導體兩端的電壓，因此串聯在電路中，并且滑片P右移時，電阻變大，則滑動變阻器的左下接線柱接入電路；
（2）在連接電路，為了保護電路，開關應斷開；
在探究電流跟電壓、電阻關系時，應采用控制變量法進行研究．即電阻不變時，研究電流與電壓之間的關系；電壓不變時，研究電流與電阻之間的關系．．
（3）滑動變阻器在電路中的作用有：保護電路；改變電阻兩端電壓和電路中的電流．
（4）②探究“電流跟電壓、電阻的關系”實驗中，要采用控制變量法；即研究電流跟電壓關系時，控制電阻不變，研究電流跟電阻關系時要保持電壓不變．
④定值電阻變大時，兩端電壓相應變大，為保持電壓一定，必須調節滑動變阻器滑片，使其接入電路電阻相應變化．
（5）電阻一定時，通過導體的電流與其兩端的電壓成正比．

解答：解：（1）將滑動變阻器的左下接線柱與電源正極相連，根據圖2可知，電流表選擇0～0.6A的量程，因此將電流表的0.6A接線柱與開關右接線柱相連，開關左接線柱與電源負極相連，如下圖所示：

（2）連接電路時，為了保護電路，開關必須處于斷開狀態；
由表1數據可知，導體兩端的電壓3V一定，導體的電阻從5Ω到10Ω，再到20Ω，相對應的，導體中的電流從0.6A到0.3A，再到0.15A，電阻增加幾倍，電流變為原來的幾分之一倍，故得出的結論為：電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比．
由表2數據可知，導體的電阻20Ω一定，導體兩端的電壓從2V到4V，再到6V，相對應的，導體中的電流從0.1A到0.2A再到0.3A．電壓增加幾倍，電流也增加幾倍，故得出的結論為：電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比．
（3）在實驗開始時，閉合開關前滑動變阻器的滑片應移至最大阻值處，來保護電路；
探究通過導體的電流和導體兩端電壓關系時，需保持電阻不同，利用滑動變阻器改變電路中的電流，得到多組實驗數據；
探究通過導體的電流與導體電阻關系時，應保持導體兩端的電壓不變，是通過滑動變阻器來實現的；
綜上所述，探究電流與電壓、電阻關系的實驗時，滑動變阻器起保護電路、改變電路中的電流以及保持定值電阻兩端電壓不變的作用．
（4）②將5Ω電阻換成10Ω電阻，閉合開關后發現電壓表示數大于1.5V，為保持電壓表的示數1.5V不變，應減小電路中的電流，即滑動變阻器的滑片向右移動增大接入點路的電阻．
③由圖3可知，將10Ω電阻換成15Ω電阻、滑片移動到最右端時電壓表的示數大于1.5V，說明定值電阻分得的電壓仍然太大，即滑動變阻器的最大阻值太小．
（5）根據電路圖可知，本實驗的結論是：在電阻一定時，電流與其兩端的電壓成正比，因此圖象B符合條件．
故答案為：（2）斷開；電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比；電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比；
（3）保護電路、改變電路中的電流以及保持定值電阻兩端電壓不變；
（4）②右；1.5；③B；（5）B．

點評：本題考查了實物圖的連接、實驗注意事項、電路故障分析、實驗數據分析、滑動變阻器的作用等問題，以及控制變量法的應用，熟悉控制變量法的實施環節并正確運用，是解決此類實驗題的關鍵．