Question

6．小威利用實驗探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系．?
（1）請你用筆畫線代替導線，替她將圖中的器材連接起來．要求：變阻器滑片向右移動時，電流表的示數(shù)變小，導線不能交叉；
（2）小威連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片P，電流表示數(shù)始終為0，電壓表示數(shù)約為6V，則電路中出現(xiàn)的故障可能是電阻R₁斷路；??
（3）小威排除故障后繼續(xù)實驗，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變定值電阻R₁兩端的電壓，測得電流、電壓的值如表一．分析表一中的數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：電阻一定時，電流跟電壓成正比；
表一

定值電阻	實驗次序	電壓U1/V	電流I1/A
R1=5Ω	1	1.5	0.3
	2	3.0	0.6
	3	4.5	0.9

表二

定值電阻	實驗次序	電壓U2/V	電流I2/A
R2=10Ω	4	3.0	0.3
	5	4.5	0.45
	6	6.0	0.6

（4）為了檢驗結(jié)論是否具有普遍性，小威又換用10Ω的電阻R₂繼續(xù)實驗，測得數(shù)據(jù)如表二，小威分析表二的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)上面的結(jié)論仍成立．觀察對比兩表格中的數(shù)據(jù)，你還能發(fā)現(xiàn)電流與電阻的關(guān)系嗎？請你寫出分析過程和結(jié)論．?
分析過程：對比2、4（或3、5）兩次實驗數(shù)據(jù)可知：U₁=U₂=3V（或U₁=U₂=4.5V），$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$=$\frac{2}{1}$，$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$=$\frac{1}{2}$，$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$=$\frac{{R}_{2}}{{R}_{1}}$；
結(jié)論：電壓一定時，電流跟電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）連接實物圖，可采用“電流流向法”，從電源的正極出發(fā)，按照電流的流向，先串主電路，兩將電壓表并在待測電阻的兩端；根據(jù)電源的電壓確定電壓表的兩端，根據(jù)歐姆定律確定電路中的最大電流并確定電流表的量程；滑動變阻器按“一上一下”的原則串聯(lián)在電路中，根據(jù)題中要求“變阻器滑片向右移動時，電流表的示數(shù)變小”即滑動變阻器的阻值變大，左下方接線柱必須接入電路．
（2）無論怎樣移動滑片P，電壓表有示數(shù)且接近電源的電壓說明與電壓表兩接線柱連接的部分是通路，電流表無示數(shù)說明電路斷路，即電壓表并聯(lián)的部分斷路．
（3）分析表一實驗數(shù)據(jù)，找出電流與電壓的關(guān)系，然后得出結(jié)論．
（4）綜合分析表一與表二實驗數(shù)據(jù)，看電壓相同而阻值不同時，電流與電阻間有什么關(guān)系，然后得出結(jié)論．

解答 解：
（1）由圖可知電源的電壓U=4×1.5V=6V＞3V，所以電壓表的量程為0～15V；電路中的最大電流I=$\frac{6V}{5Ω}$=1.2A＞0.6A，所以電流表的量程為0～3A；
滑動變阻器按“一上一下”的原則串聯(lián)在電路中，且左下方接線柱必須接入電路；
根據(jù)電流的流向，從電源的正極出發(fā)依次串聯(lián)開關(guān)、滑動變阻器、電阻R、電流表回到負極，再把電壓表并聯(lián)在電阻R的兩端，如下圖所示：

（2）連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片P，電流表示數(shù)始終為0，電壓表示數(shù)約為6V，說明與電壓表并聯(lián)的部分斷路，即可能是電阻R₁斷路．
（3）在表一中：導體的電阻5Ω一定，導體兩端的電壓從1.5V到3V再到4.5V，相對應(yīng)的，導體中的電流從0.3A到0.6A再到0.9A．電壓增加幾倍，電流也增加幾倍，故得結(jié)論：在電阻一定時，電流與電壓成正比．
（4）分析對比2、4（或3、5）兩次實驗數(shù)據(jù)可知：兩電阻兩端的電壓相等，對應(yīng)的電流之比等于兩電阻阻值之比的倒數(shù)，即電壓一定時，電流跟電阻成反比．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）電阻R₁斷路；  
（3）電阻一定時，電流跟電壓成正比；
（4）分析過程：對比2、4（或3、5）兩次實驗數(shù)據(jù)可知：U₁=U₂=3V （或U₁=U₂=4.5V），$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$=$\frac{2}{1}$，$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$=$\frac{1}{2}$，$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$=$\frac{{R}_{2}}{{R}_{1}}$；
結(jié)論：電壓一定時，電流跟電阻成反比．

點評 本題考查了實物電路圖的連接、電路故障的判斷、控制變量法在實驗結(jié)論中的應(yīng)用等，關(guān)鍵：一是會根據(jù)電源的電壓和電路中的最大電流確定電表的量程；二是會根據(jù)控制變量法分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論，特別是會分析表一、表二的示數(shù)得出電流與電阻的關(guān)系．