Question

3．某同學想探究通過鉛筆芯的電流與其兩端電壓的關系，設計了如圖所示的電路．選用的器材有：選用的器材有：阻值約為4Ω的2B鉛筆芯一根，兩節(jié)干電池組成的電池組，0～0.6A的電流表，0-3V的電壓表，滑動變阻器（10Ω 2A），開關，導線等．

（1）該同學根據電路圖連接電路，在閉合開關前應將滑動變阻器的滑片P移到b　端（選填“a”或“b“）．
（2）閉合開關后，兩電表的指針都發(fā)生了偏轉，但無論怎樣移動滑片，兩電表的示數均保持不變且都在量程范圍內，則產生故障的原因是將滑動變阻器下方的兩個接線柱接入電路；
（3）排除故障后，該同學移動滑動變阻器的滑片，將獲得的幾組數據記錄在表中．當采集第三組數據時，電流表指針的偏轉情況如圖乙所示，此時電流表的示數為0.3A．

實驗序號	①	②	③	④	⑤
U/V	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00
I/A	0.10	0.18	0.30	0.38	0.48

（4）請根據表格中的五組數據在圖丙給定的坐標紙上畫出鉛筆芯的I-U圖線．
（5）由畫出的圖線得到的結論是通過鉛筆芯的電流與其兩端的電壓成正比．

Answer 1

分析 （1）在閉合開關之前，應使電路中電流最小，即滑動變阻器應接入最大電阻，則根據上問中的接法可選擇移至哪一端；
（2）滑動變阻器的連接方法：滑動變阻器在電路中應連接一“上”一“下”兩個接線柱，其在電路中的作用是通過改變電路中電阻的大小來改變電路中的電流；當將滑動變阻器的下下或上上兩個接線柱接入電路后，無論怎樣移動變阻器的滑片都不能改變電路中的電阻、電流和電壓值；
（3）根據電流表量程和分度值讀出示數；
（4）根據數據采用描點的方法電阻不變時，電流隨電壓變化的圖象；
（5）在分析實驗結論時應用控制變量法，當一個量隨著另一個量的增大而增大，且其增大的倍數相等時，則成正比關系．

解答 解：（1）為防止電路中電流過大，滑動變阻器在電路接通時，應接入最大電阻，故滑片應滑到b端；
（2）滑動變阻器在電路中應連接一“上”一“下”兩個接線柱，兩電表的示數均保持不變且都在量程范圍內，則產生故障的原因是錯將滑動變阻器下方的兩個接線柱接入電路，所以無論怎樣移動變阻器的滑片，都不能改變電流表、電壓表的示數．
（3）根據第二組和第四組數據判斷，電流表選擇的是0.6A量程，每一小格是0.02A，故讀數為0.30A；
（4）根據實驗收集到的數據，在圖中坐標系上，采用描點的方法畫出鉛筆芯的電阻不變時，電流隨電壓變化的圖象，為正比例圖象（如下圖）；

（6）根據的數據和圖象，可以得出的結論是：當鉛筆芯電阻一定時，通過鉛筆芯的電流和兩端的電壓成正比．
故答案為：
（1）b；
（2）錯將滑動變阻器下方的兩個接線柱接入電路；
（3）0.30；
（4）如上所示；
（5）通過鉛筆芯的電流與其兩端的電壓成正比

點評 本題考查了實驗的注意事項和電路反常現象的判斷、電流表的讀數、作圖及分析數據的分析能力，關鍵是控制變量法的應用，平時學習時一定注意該方法的掌握與應用．