Question

【題目】小明探究“通過導體的電流與導體兩端電壓的關系”時，使用的器材如圖甲所示。電源電壓不變，R為定值電阻：

(1)由于導體中的電流可能與導體兩端的電壓和導體的電阻都有關系，所以，在本次實驗中應該保持_____不變；變阻器的作用除了保護電路外，還起到_____的作用；

(2)開關閉合前，變阻器滑片P應該處于圖中_____（選填“C”或“D”）端；

(3)某次實驗電壓表示數如圖乙所示，電壓為_____V；

(4)通過實驗，他得到如圖丙所示的I—U圖像，根據此圖像，他初步得到實驗結論：導體的電阻一定時，導體中的電流與該導體兩端的電壓成_____；

(5)某同學連接好電路后，閉合開關S，發現無論怎樣滑動滑片P，電流表均無示數，電壓表示數約為3V，則電路中出現的故障可能是_____；

(6)若小蘭在“探究電流與電壓”關系時連接的電路如圖所示，則用電壓表、電流表測得多組數據繪出的電流隨電壓的變化圖像是圖中的_____；

(7)小華利用小明的實驗電路探究“導體的電流跟電阻的關系”，她自己額外增加了四個定值電阻（10Ω、15Ω、20Ω、30Ω），兩個滑動變阻器（規格分別是“5Ω　2A”“20Ω　1A”），已知電源電壓調為4.5V不變：

①實驗時，先在ab間接入10Ω電阻，移動變阻器滑片P，使電壓表示數為3V，并記錄相應的電流值；再改接15Ω的電阻，此時滑片P應向_____（選填“C”或“D”）端移動，這樣移動滑片的目的是_____；

②本實驗需在ab間先后接入上述四個定值電阻，為完成整個實驗，應該選取規格為_____的滑動變阻器；

③通過實驗獲取數據，得到如圖己所示導體的電流I隨電阻R變化的圖像，由圖像可得出結論：_____。

Answer 1

【答案】導體電阻 改變導體兩端的電壓和電流的作用 斷開 D 2.6 正比 電阻R斷路 D 使定值電阻兩端的電壓保持3 V不變 “20Ω　1 A” 電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比

【解析】

(1)[1]由于導體中的電流可能與導體兩端的電壓和導體的電阻都有關系，所以，研究通過導體的電流與導體兩端電壓的關系的實驗中應該保持導體的電阻不變。

[2]為得出普遍性的規律，要多次量，故變阻器的作用除了保護電路外，還起到改變導體兩端的電壓和電流的作用。

(2)[3]開關閉合前，變阻器滑片P應該處于阻值最大處，即圖中D端。

(3)[4]電壓表選用小量程，分度值為0.1V，電壓表示數為2.6V。

(4)[5]由圖像可知I—U圖像的延長線會過原點，所以導體的電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比。

(5)[6]連接好電路后，閉合開關S，發現無論怎樣滑動滑片P，電流表均無示數，電路可能為斷路故障，電壓表示數約為3V，等于電源電壓，則電壓表直接與電源相連，故電路中出現的故障可能是R斷路。

(6)[7]電壓表測變阻器的電壓，電流表測電路的電流，由串聯電路的規律及歐姆定律可知，電流表示數為

上式中，電源電壓U總和R均為定值，故上式為I隨U表變化的一次減函數，且U表越大，I越小，則用電壓表、電流表測得多組數據繪出的電流隨電壓的變化圖像如C圖所示。

(7)①[8][9]將定值電阻由10Ω改接成15Ω的電阻，電阻增大，根據串聯分壓原理可知定值電阻兩端的電壓增大，探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，即應保持定值電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器得阻值，使定值電阻兩端的電壓保持3V不變分得的電壓，所以滑片應向D端移動，這樣移動滑片的目的是使定值電阻兩端的電壓保持3V不變。

②[10]電源電壓為4.5V不變，定值電阻兩端的電壓始終保持3V不變，根據串聯電路電壓的規律，變阻器兩端的電壓始終為1.5V，根據分壓原理，當接入30Ω電阻時，此時應滿足

代入數據得

解得，故為了完成整個實驗，應該選取最大阻值至少15Ω的滑動變阻器。即該選取規格為“20Ω　1 A”的滑動變阻器。

③[11]由圖知，電流與電阻之積為定值，所以電阻越大，電流越小，故電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。