Question

16．在探究“電流跟電壓、電阻關系”的過程中，小明同學做了如下步驟：
步驟1：根據電路圖連接實物圖
步驟2：保持定值電阻R阻值不變，閉合開關S后，使R兩端的電壓成倍數變化，如1V、2V、3V，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3：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）如圖1為探究“電流跟電壓．電阻關系”的電路圖，請幫小明將如圖2實物圖按電路圖連線（注：電流表用“0-0.6A”； 電壓表用“0-3V”）
（2）“步驟2”的設計目的是為了探究在電阻不變時，通過電阻的電流與其兩端電壓的關系；
（3）當小明同學在按“步驟3”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調節滑動變阻器的滑片，同時眼睛觀察電壓表的示數．

Answer 1

分析 （1）根據要求選擇電表量程，電壓表應并聯在定值電阻兩端，電流表與定值電阻串聯，變阻器按一上一下的原則接入電路中；
（2）步驟2中電阻R保持不變，改變電壓，看電流的變化，據此可得出實驗的目的；
（3）先根據歐姆定律求出電壓表的示數；當定值電阻增大，根據分壓原理確定定值電阻電壓的變化，根據歐姆定律求出此時電路中電流的范圍；根據串聯電路電壓的規律和分壓原理確定滑片移動的方向，使電壓表示數保持不變，因電流隨電壓的變化而變化，眼睛應觀察電壓表的示數．

解答 解：（1）根據題中要求，電壓表、電流表均選用小量程，電壓表應并聯在定值電阻兩端，電流表與定值電阻串聯，變阻器按一上一下的原則接入電路中，
實物圖連接如下圖所示：

（2）通過步驟2的描述可以看出，實驗中控制定值電阻的阻值不變，通過改變電壓的大小，觀察電流表示數的變化，所以，目的是為了探究在電阻不變時，通過電阻的電流與其兩端電壓的關系；
（3）通過步驟3的描述可以看出，該實驗為了探究電壓不變時，通過的電流與電阻的關系；
選一個“5Ω”的電阻，測得電流表示數為0.2A，此時電壓表的示數U=IR=0.2A×5Ω=1V；
當定值電阻由“5Ω”換為“10Ω”，根據分壓原理可知，定值電阻分得的電壓將增大，即電壓表示數大于1V，此時電流表的示數（即通過定值電阻的電流）：I₂＞$\frac{1V}{10Ω}$=0.1A；
要保持電壓表示數為原來的數值不變，應減小電壓表示數，根據串聯分壓原理可知，應增大變阻器分得的電壓，應增大變阻器連入電路中電阻大小，即調節滑動變阻器的滑片向右移動，使定值電阻兩端的電壓保持1V；實驗操作過程中，手和眼睛正確的分工是：手調節滑動變阻器的滑片，同時眼睛觀察電壓表的示數．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）在電阻不變時，電流與電壓的關系；
（3）大于；右；手調節滑動變阻器的滑片，同時眼睛觀察電壓表的示數．

點評 本題探究“電流跟電壓、電阻的關系”的實驗中，主要考查了電路圖的連接，控制變量的運用，操作的具體過程等知識，屬于中等難度的題目．