Question

6．迪翔和宇凡同學(xué)合作進(jìn)行了“探究電路與電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)：
【提出問題】
通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓及導(dǎo)體電阻的大小有什么關(guān)系？
【猜想】
a．迪翔同學(xué)根據(jù)電壓是形成電流的原因，猜想導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
b．宇凡同學(xué)根據(jù)電阻是對電流的阻礙作用的大小，猜想導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
（1）圖1是兩位同學(xué)準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)器材，另外他們還準(zhǔn)備了幾個阻值大小不同的定值電阻，請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將未連接完的實(shí)物電路連接完整，要求滑動變阻值的滑片向左移動時電流表的示數(shù)變大．
（2）兩位同學(xué)連接好電路后，正準(zhǔn)備合上開關(guān)，再一次檢查電路時，迪翔發(fā)現(xiàn)滑動變阻器滑片P的位置不對，于是，他將滑片P移到阻值最大處；宇凡同學(xué)又發(fā)現(xiàn)電流表指針在如圖2所示的位置，于是，他將電流表校零后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．當(dāng)他們閉合開關(guān)后，方向電流表示數(shù)為0，且電壓表指針超過量程．你認(rèn)為造成這一現(xiàn)象的原因是定值電阻開路．
（3）電路檢查并糾正完畢，迪翔首先負(fù)責(zé)探究了“通過電阻的電流跟電阻兩端電壓的關(guān)系”．圖3所示的是他們移動滑動變阻器的過程中，電壓表和電流表出現(xiàn)的一組數(shù)據(jù)，此時，電壓為2.4V，電流為0.24A．經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)，迪翔繪出了如圖4甲所示的圖象．
（4）而后，宇凡同學(xué)負(fù)責(zé)探究了“電流與電阻的關(guān)系”，他先將5Ω的電阻連入電路中，閉合開關(guān)，移動滑片，使電壓表的示數(shù)為1.5V，并記下電流值．接著斷開開關(guān)，取下5Ω電阻，改接10Ω的電阻（滑動變阻器滑片位置未動），當(dāng)他接入10Ω電阻后，閉合開關(guān)，移動滑片P，將滑動變阻器阻值增大，直至電壓表示數(shù)為1.5V，再次記下電流值．經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)，宇凡同學(xué)繪出了如圖4乙所示的圖象．
【分析與論證】
綜合上面兩位同學(xué)繪出的圖象，將你對電流與電壓、電阻的關(guān)系正確認(rèn)識的結(jié)論寫在橫線上：
一段導(dǎo)體中的電流，跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比．

Answer 1

分析 【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
（1）根據(jù)題目要求確定滑動變阻器的連接方法，把開關(guān)、電流表、定值電阻、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，注意電流要從電表的正接線柱流入，負(fù)接線柱流出；
（2）電流表使用之前要檢查指針是否指零，如果指針沒有指零，需要先調(diào)零；
電流表的指針幾乎不動，說明電路是開路；電壓表的指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，說明電壓表通過電流表和定值電阻與電源兩極相連，因此定值電阻處出現(xiàn)開路；
（3）根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出電壓，根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流；
（4）定值電阻變大時，兩端電壓相應(yīng)變大，為保持電壓一定，必須調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使其接入電路電阻相應(yīng)變化；
【分析與論證】
當(dāng)電阻不變時，電壓和電流成正比，因此I-U圖象為一條直線；觀察乙圖當(dāng)電阻不變時，電流跟電阻成反比，所以結(jié)論是導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比．

解答 解：【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
（1）由于電流要從電流表的正接線柱流入，所以把開關(guān)右邊的接線柱與電流表的“0.6”接線柱相連接；
滑動變阻器的滑片向左移動時，電流表的示數(shù)變大，故此時電阻是變小的，因此滑動變阻器應(yīng)接左下接線柱，實(shí)物電路圖如圖所示：

（2）電流表在使用之前應(yīng)先檢查指針是否指零，如有偏差則要用螺絲刀旋轉(zhuǎn)表盤上的調(diào)零螺絲，將指針調(diào)至零位；
由圖2可知電流表的指針沒有指在零刻線，所以應(yīng)將電流表校零后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
電流表無示數(shù)，說明電路中可能出現(xiàn)了斷路；又因?yàn)殡妷罕碇羔樣忻黠@偏轉(zhuǎn)且超過量程，說明電壓表所并聯(lián)部分即定值電阻開路．
（3）由圖1可知，電壓表選擇的量程是0～3V，分度值是0.1V，此時的電壓為2.4V．
電流表選擇的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，此時的電壓為0.24A．
（4）定值電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻分壓變大，大于原來的電壓，為保持定值電阻兩端電壓不變，由電路圖可知，應(yīng)向右移動滑動變阻器滑片，
增大滑動變阻器接入電路的阻值，增大滑動變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓減小到原來的1.5V，保持電阻兩端電壓不變．
【分析與論證】
當(dāng)電阻不變時，觀察圖甲可知，電流跟電壓成正比；由當(dāng)電壓不變時，觀察圖乙可知，電流跟電阻成反比，
因此一段導(dǎo)體中的電流，跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比．
故答案為：【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
（1）見上圖；
（2）電流表校零；定值電阻開路；
（3）2.4；0.24；
（4）1.5；
【分析與論證】一段導(dǎo)體中的電流，跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比．

點(diǎn)評 此題是“探究電路與電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)探，考查了滑動變阻器的使用、電路故障分析、電表的讀法等，會利用控制變量法根據(jù)圖象獲取信息和歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論，該實(shí)驗(yàn)也是歐姆定律的基礎(chǔ)，很重要．