Question

4．在探究“電流跟電壓、電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）小明設(shè)計(jì)了圖1所示的電路圖，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線幫助他將圖2實(shí)物電路連接完整，要求滑片在右端滑動(dòng)變阻器的阻值最大．

（2）小明進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作：
步驟1：保持定值電阻R的阻值不變，閉合開關(guān)S后，使R兩端的電壓成倍數(shù)變化，如2V、4V、6V，分別讀出并記錄對(duì)應(yīng)于不同電壓下的電流表示數(shù)，比較每次電流表的示數(shù)是否成整數(shù)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(shù)倍的變化，如5Ω、10Ω、15Ω，分別讀出并記錄對(duì)應(yīng)于不同阻值的電流表的示數(shù)，比較每次的電阻值與電流值的乘積是否相等．
分析：
①小明設(shè)計(jì)“步驟1”的目的是為了探究在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流和它兩端的電壓關(guān)系．
②小明做“步驟2”時(shí)，選一個(gè)“5Ω”的電阻，測(cè)得電流表示數(shù)為0.2A，當(dāng)換“10Ω”來做時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)不是0.1A，（不考慮溫度對(duì)電阻的影響），你認(rèn)為電流表的讀數(shù)將會(huì)是大于（填“大于”、“小于”）0.1A，滑片應(yīng)該向右（選填“左”、“右”）移動(dòng)．此時(shí)手和眼睛的分工是：手調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器；眼睛觀察電壓表的示數(shù)．

Answer 1

分析 （1）將滑動(dòng)變阻器一上一下串聯(lián)在電路中，根據(jù)滑片在右端滑動(dòng)變阻器的阻值最大判斷下端所接的接線柱；
（2）利用控制變量法的思路，要探究與哪個(gè)因素有關(guān)，就要控制這個(gè)因素變化．可以從步驟1中的哪個(gè)因素發(fā)生變化，哪個(gè)因素不變中得到答案．
（3）當(dāng)電路中的定值電阻發(fā)生變化時(shí)，電路的總電阻會(huì)發(fā)生變化，從而帶來的一系列的變化，由此入手進(jìn)行分析．

解答 解：（1）將滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，滑片位于最右端B時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值最大，則滑動(dòng)變阻器的下面應(yīng)接左邊的接線柱；根據(jù)題意電壓表測(cè)量范圍超過3V，應(yīng)選擇0-15V量程，如圖所示：

（2）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(shù)變化，如2V、4V、6V，所以探究的是導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系．
（3）由步驟2中的數(shù)據(jù)可知，在滑動(dòng)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(gè)電路的電阻值R_總增大．利用公式I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的總電流I減�。�此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓Up=IRp，由于Rp不變，I減小，導(dǎo)致了Up的減小，而定值電阻兩點(diǎn)之間的電壓等于總電壓減去滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，由于滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小導(dǎo)致了定值電阻兩點(diǎn)之間的電壓增大，原來定值電阻R₁兩端的電壓為1V，現(xiàn)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(diǎn)之間的電壓U₂等于1V．根據(jù)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(dòng)增大電阻．當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓為1V時(shí)，停止移動(dòng)滑片，所以此時(shí)要眼睛看著電壓表，用手來移動(dòng)滑片．
故答案為：（1）見上圖；
（2）在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流和它兩端的電壓關(guān)系；
（3）大于；右；滑動(dòng)變阻器；電壓表的示數(shù)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電路的連接、滑動(dòng)變阻器的使用方法、電路中電流和電壓的變化規(guī)律等知識(shí)，由于定值電阻的改變，導(dǎo)致了其兩端的電壓也隨之改變是此題的一個(gè)難點(diǎn)．