Question

在探究“電流跟電壓、電阻關系”的過程中，某同學按圖所示的電路圖連接實物后，該同學做如下步驟：
步驟1：保持定值電阻R的阻值不變，閉合開關S后，使R兩端的電壓成倍數變化，如2V、4V、6V，分別讀出并記錄對應于不同電壓下的電流表示數，比較每次電流表的示數是否成整數倍的變化．
步驟2：保持每次定值電阻兩端電壓保持不變，換用不同的定值電阻，使電阻成整數倍的變化，如5Ω、10Ω、15Ω，分別讀出并記錄對應于不同阻值的電流表的示數，比較每次的電阻值與電流值的乘積是否相等．
（1）“步驟1”的設計目的是為了探究

電流與電壓的關系

；
（2）當某同學在按“步驟2”做時，選一個“5Ω”的電阻，測得電流表示數為0.2A，當換“10Ω”來做時，發現電流表的示數不是0.1A，（不考慮溫度對電阻的影響），你認為電流表的讀數將會是

大于

（填“大于”、“小于”）0.1A，滑片應該向

右

移動（選填“左”、“右”），此時，手和眼睛的分工是

手移滑片，眼看電壓表

．
（3）如果在閉合開關S后，該同學發現電壓表的示數等于電源電壓值，造成此現象的可能原因是：

滑動變阻器的滑片滑到最左端了（滑動變阻器短路，或滑動變阻器接入了上面兩個接線柱）

．

Answer 1

分析：（1）利用控制變量法的思路，要探究與哪個因素有關，就要控制這個因素變化．可以從步驟1中的哪個因素發生變化，哪個因素不變中得到答案；
（2）當電路中的定值電阻發生變化時，電路的總電阻會發生變化，從而帶來的一系列的變化，由此入手進行分析；
（3）根據串聯電路的電阻起分擔電壓作用，電阻越小分擔的電壓越小分析造成此現象可能的原因．

解答：解：
（1）在步驟1中，保持定值電阻R的阻值不變，使R兩端的電壓成倍數變化，如2V、4V、6V，所以探究的是導體中的電流與導體兩端的電壓的關系．
（2）由步驟2中的數據可知，在滑動變阻器的電阻值Rp不變的情況下，電路中由于將5Ω的定值電阻R₁換成10Ω的定值電阻R₂，使整個電路的電阻值R_總增大．利用公式I=

U

R

可知，電路中的總電流I減小．此時滑動變阻器兩端的電壓U_p=IR_p，由于R_p不變，I減小，導致了U_p的減小，而定值電阻兩點之間的電壓等于總電壓減去滑動變阻器兩端的電壓，由于滑動變阻器兩端的電壓減小導致了定值電阻兩點之間的電壓增大，原來定值電阻R₁兩端的電壓為1V，現在定值電阻R₂兩端的電壓要大于1V，所以定值電阻R₂中的電流大于0.1A．要使定值電阻R₂兩點之間的電壓U₂等于1V．根據公式U₂=IR₂可知，R₂為10Ω不變，只能減小電路中的電流I，所以要使電路中的電阻增大，即滑片P向右端移動增大電阻．
（3）串聯電路電阻起分擔電壓作用，電源電壓是4.5V，燈泡兩端的電壓是4.5V，滑動變阻器沒有分擔電壓，接入電路的電阻為零．
故答案為：
（1）電流與電壓的關系；
（2）大于；右；手移滑片，眼看電壓表；
（3）滑動變阻器的滑片滑到最左端了（滑動變阻器短路，或滑動變阻器接入了上面兩個接線柱）．

點評：本題考查了探究電流與電壓、電阻之間關系的實驗，涉及到控制變量法和歐姆定律的應用、電路故障的判斷，能定量分析更換電阻后電路中電流的變化關系是關鍵．