Question

12．在“探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系”實驗活動中，電源電壓6V保持不變，滑動變阻器有R₁（20Ω 2A）R₂（50Ω 1A）．電流表，電壓表，開關(guān)各一只，導(dǎo)線若干．

（1）小明根據(jù)電路圖連接了如圖甲所示的實驗電路，檢查時發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接有誤．請在這根導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線，畫出正確的連線（導(dǎo)線不得交叉）．
（2）連接電路時開關(guān)處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器滑片放在最右端（選填“左”或“右”）．
（3）在檢查儀器時，發(fā)現(xiàn)電流表指針如乙圖所示，則應(yīng)對電流表進(jìn)行調(diào)零；
（4）電路改正后，小明閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表的示數(shù)為電源電壓值，取下電阻，兩表的示數(shù)仍然不變，出現(xiàn)故障的原因可能是R斷路．
（5）排除故障后，繼續(xù)進(jìn)行實驗，記錄電流表A與電壓表V的示數(shù)，得到一組實驗數(shù)據(jù)，如表所示．

實驗序號	1	2	3	4	5
電壓表V示數(shù)（V）	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4
電流表A示數(shù)（A）	0.16	0.18	0.20	0.22	0.24

小明根據(jù)測出的數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：在電阻一定時，電流與電壓成正比．該小明實驗選擇電阻的大小為10Ω．小明選擇的滑動變阻器為R₂（選填“R₁”、“R₂”）
（6）為了使結(jié)論更具有普遍性，小明還應(yīng)換不同阻值的電阻多次試驗．
（7）另一組的小華同學(xué)和小明做了同樣的實驗，兩人分別根據(jù)各自的實驗數(shù)據(jù)繪制出如圖丙所示的I-U關(guān)系圖象，從圖中可以看出R_明、R_華的大小關(guān)系為：R_明＜R_華（選填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 （1）實驗?zāi)康氖翘骄侩娏髋c電壓的關(guān)系，所以電壓表和定值電阻并聯(lián)，電流表與定值電阻串聯(lián)．
（2）連接電路時開關(guān)處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器滑片移動最大阻值處；
（3）由圖乙知，電流表指針沒有指在電流表的零刻度線上，使用前應(yīng)對電流表調(diào)零；
（4）電流表無示數(shù)說明電路中有斷路的地方，電壓表有示數(shù)，說明電壓表和電源連接的部分電路中無斷路；
（5）分析實驗數(shù)據(jù)，結(jié)合控制變量法的思路，得出正確的結(jié)論，并根據(jù)歐姆定律求出電阻的阻值．
（6）物理規(guī)律探究性實驗中，只憑一組實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論具有偶然性，為使結(jié)論更具普遍性，要進(jìn)行多次測量；
（7）當(dāng)電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比，給出一定的電壓，通過電流的大小關(guān)系判斷兩電阻的阻值大小關(guān)系．

解答 解：（1）電壓表并聯(lián)在定值電阻和滑動變阻器的兩端，測量電阻和滑動變阻器的總電壓，電壓表與滑動變阻器右下端的接線柱連接錯誤，要把電壓表并聯(lián)在電阻兩端，所以電壓表的“3”接線柱與滑動變阻器的C接線柱相連，如下圖：

（2）連接電路時開關(guān)處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器滑片右端即最大阻值處；
（3）圖乙中所示電流表指針沒有指在零刻度線上，應(yīng)對電流表進(jìn)行機械調(diào)零，使電流表指針指在零刻度線上；
（4））①電流表無示數(shù)，說明有斷路；
②電壓表的示數(shù)為電源電壓值，說明電壓表測量的是電源電壓，電壓表→電流表→電源→開關(guān)→滑動變阻器這個部分沒有斷路；
③取下電阻，兩表的示數(shù)仍然不變，說明電阻不起作用，沒有連入電路；
因此故障是電阻斷路了．
（5）分析表格中記錄的數(shù)據(jù)，可知電流變化的倍數(shù)和電壓變化的倍數(shù)相等，故可得結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)體的阻值不變時，通過導(dǎo)體的電流與電壓成正比；
由表格可知，當(dāng)U=1.6V時，I=0.16A，電阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.6V}{0.16A}$=10Ω．小明選擇的滑動變阻器為50Ω 1A；
（6）為使結(jié)論更具普遍性，要改變電阻的阻值，進(jìn)行多次測量（即重復(fù)實驗）．
（7）在圖中畫一條與縱軸平行的直線（見下圖），

分別與R₁和R₂相交于1、2兩點，從圖象中看出兩點R₁、R₂兩端的電壓相同，
電流值不同：I₁＞I₂，根據(jù)歐姆定律：R=$\frac{U}{I}$，可得出：R₁＜R₂．
故答案為：
（1）見上圖；（2）斷開；右；（3）調(diào)零；（4）R斷路；（5）在電阻一定時，電流與電壓成正比；10；R₂；（6）換不同阻值的電阻多次試驗；（7）＜．

點評 本題考查電流與電壓、電阻的實驗，知識點多，是能否知道該實驗的目的和探究方法是解決本題的關(guān)鍵，同時考查學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)歸納得出結(jié)論的能力和電路故障的分析能力，屬于中等題．