Question

16．小張為了研究“當電阻R兩端的電壓不變時，通過R的電流與其電阻的關系”，設計了如圖甲所示的電路，并選用了若干只不同阻值的定值電阻．

（1）連接實驗電路的過程中開關應斷開；
（2）請按圖甲所示的電路圖，用筆畫線代替導線，把圖乙中的實物連接圖補充完整（要求滑動變阻器的滑片P向左移動時電流表的示數變大）；
（3）閉合開關后，發現電流表指針有明顯偏轉，但無論怎樣移動變阻器的滑片，兩表示數均不變．原因是：滑動變阻器同時接上面兩個接線柱；
（4）排除故障后，重新做實驗．每次更換不同的定值電阻R后，都應移動變阻器的滑片，使電壓表的示數不變（選填“電壓表”或“電流表”）．他記下了4次實驗的電阻值和對應的電流值，描繪成圖丙；
（5）由圖丙可知，定值電阻R兩端的電壓是2V；
（6）由圖丙得到的結論是：當定值電阻R兩端的電壓不變時，通過導體的電流與其電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）為保護電路安全，連接電路時應斷開開關．
（2）將滑動變阻器與電阻串聯，且要接一上一下；
（3）電流表有示數，說明沒有發生斷路，電壓表示數接近電源電壓，則可能是滑動變阻器短路或同時接了上面兩個接線柱的緣故；
（4）要探究電流和電阻的關系，應保持電阻兩端的電壓不變；
（5）根據圖象中任意一組對應的電流和電阻值，代入公式U=IR便可求出電壓；
（6）電流和電阻的關系：電壓不變，電流和電阻成反比．

解答 解：（1）為保護電路安全，連接實驗電路的過程中開關應斷開．
（2）將電流表與電阻R串聯，已接了上面一個接線柱，應再接下面的接線柱，如圖所示：

（3）電壓表示數接近電源電壓，電流表指針有明顯偏轉，但無論怎樣移動變阻器的滑片，兩表示數均不變，則說明滑動變阻器同時接了上面兩個接線柱；
（4）探究電流與電阻的關系時，應控制電壓不變，故更換電阻后，應移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數不變；
（5）由圖象知，當R=5Ω時，I=0.4A，所以U=IR=0.4A×5Ω=2V；
（6）由圖丙可知，當定值電阻R兩端的電壓不變時，通過導體的電流與其電阻成反比．
故答案為：（1）斷開；（2）如圖所示；（3）滑動變阻器同時接上面兩個接線柱；
（4）電壓表；（5）2；（6）當定值電阻R兩端的電壓不變時，通過導體的電流與其電阻成反比．

點評 此題是探究電流和電阻的關系實驗，考查了滑動變阻器的作用和連接方法，考查了控制變量法的應用及對圖象的分析，并能通過圖象分析出電流和電阻的關系．