Question

9．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為探究“電流與電阻的關(guān)系”時(shí)，用到如下器材：電壓恒為4V的電源，阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值電阻各一只，設(shè)計(jì)的電路如圖所示．
（1）此實(shí)驗(yàn)中不變量是定值電阻兩端電壓，滑動(dòng)變阻器R′的作用是①保護(hù)電路；②保持定值電阻兩端電壓不變；
（2）在此探究實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)M、N兩點(diǎn)間的電阻由5Ω更換為10Ω后，為了探究上述問題，你認(rèn)為應(yīng)該采取的操作是D（填“字母”）．
A．閉合開關(guān)，讀出電流表的讀數(shù)    B．閉合開關(guān)，將變阻器的滑片適當(dāng)向左移
C．改變電壓表、電流表的量程       D．閉合開關(guān)，將變阻器的滑片適當(dāng)向右移
（3）根據(jù)下面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表，可以得到通過導(dǎo)體的電流I與導(dǎo)體的電阻R的關(guān)系式是I=$\frac{3V}{R}$．

電阻R/Ω	5	10	15	20	25	30
電流I/A	0.6	0.3	0.2	0.15	0.12	0.1

Answer 1

分析 （1）探究“電流與電阻的關(guān)系”時(shí)，需保持定值電阻兩端電壓不變，定值電阻發(fā)生變化；根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的目的確定滑動(dòng)變阻器的作用；
（2）當(dāng)電路中的電阻由5Ω換成10Ω時(shí)，分析定值電阻兩點(diǎn)之間電壓的變化，結(jié)合串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)以及串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)確定需要進(jìn)行的操作；
（3）根據(jù)歐姆定律可知，要?dú)w納電流與電阻的關(guān)系，需要保持電壓不變．取一組數(shù)據(jù)代入歐姆定律公式，可求出電壓，然后可歸納出電流與電阻的關(guān)系．

解答 解：（1）探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，被控制的變量是定值電阻兩端電壓；滑動(dòng)變阻器R′的作用：①保護(hù)電路；②保持定值電阻兩端電壓不變；
（2）其它條件不變的情況下，將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻后，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)可知，定值電阻兩端電壓變大，為保持定值電阻兩端電壓不變，需增大滑動(dòng)變阻器兩端電壓，因此需增大滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，故需將滑片向右移動(dòng)，故D選項(xiàng)符合題意．
（3）根據(jù)表中電阻和電流的數(shù)據(jù)和I=$\frac{U}{R}$可知，U₁=I₁R₁=0.6A×5Ω=3V，U₂=I₂R₂=0.3A×10Ω=3V，U₃=I₃R₃=0.2A×15Ω=3V …
故電流I與電阻R的關(guān)系式：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{R}$．
故答案為：（1）定值電阻兩端電壓；①保護(hù)電路；②保持定值電阻兩端電壓不變；（2）D；（3）I=$\frac{3V}{R}$．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了滑動(dòng)變阻器的作用、串聯(lián)電路的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)分析能力以及控制變量法和歐姆定律公式的應(yīng)用，注意探究“電流與電阻的關(guān)系”時(shí)，需保證導(dǎo)體兩端的電壓不變是此題的突破點(diǎn)．