Question

（2011?鐘祥市模擬）某班在探究“電流與電壓和電阻的關(guān)系”的實驗中，分成了兩大組進行實驗探究：
（1）甲實驗小組為了研究“電阻中的電流與電壓的關(guān)系”設(shè)計了如圖1所示的電路．
a．請你指出他們在電路連接上的兩處錯誤：

電流表正負接線柱接反

，

滑動變阻器接線錯誤

．
b．該實驗小組在器材選擇上有一個元件選擇是錯誤的，是

燈泡

，應(yīng)換成

定值電阻

，理由是：

燈泡的電阻會受溫度的影響而發(fā)生變化

．

（2）乙實驗小組探究為了“電阻中的電流與電阻的關(guān)系”特選擇了以下器材：學(xué)生電源、開關(guān)1個、滑動變阻器R₀一個、導(dǎo)線若干、四個定值電阻（R₁=5Ω、R₂=10Ω、R₃=15Ω、R₄=20Ω），但是由于粗心少領(lǐng)了一只電壓表，多領(lǐng)了一只電流表．同學(xué)們通過思考討論設(shè)計出了如圖2所示的電路圖，并進行了實驗（實驗之前老師特別強調(diào)他們注意用控制變量法）．實驗步驟如下：a．先將各元件按電路圖正確連接，接入的定值電阻分別為R₁=5Ω、R₂=10Ω，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出電流表的示數(shù)記如下表；

接入的電阻	R1	R2
電阻R/Ω	5Ω	10
電流I/A	1.00	0.50

b．把定值電阻R₂換成R₃，

調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表A₁的示數(shù)保持1A不變

，記下對應(yīng)電流表A₂的示數(shù)，填入表格中（請你幫他們完整這一步的操作）；
c．再把R₃換成R₄，按上一步的操作進行調(diào)節(jié)，并記下對應(yīng)電流表的示數(shù)，填入表格中；
d．分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論：

當(dāng)電阻兩端電壓一定時，通過電阻的電流與電阻成反比

．

Answer 1

分析：（1）①實物連接圖中找錯誤之處，主要從電壓表、電流表、滑動變阻器的正確使用上考慮：從電流表、電壓表的量程、連接方式、正負接線柱的接入方法上考慮．從滑動變阻器接線柱的接入和滑片的位置考慮．
②在探究電阻上的電流與電壓的關(guān)系時，應(yīng)采用控制變量法，即控制電阻大小不變，改變電阻兩端的電壓，測出電阻上的電流．
（2）bc、探究電阻中的電流與電阻的關(guān)系時，需控制電阻兩端電壓不變，因此先根據(jù)表格中數(shù)據(jù)計算出通過R₁的電流，然后調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表A₁的示數(shù)保持不變，再根據(jù)I=

U

R

求出電流表A₂的示數(shù)；
d、運用控制變量法找出表格各物理量的關(guān)系．

解答：解：（1）a、由電路圖可知：電路連接上的兩處錯誤為電流表正負接線柱接反  滑動變阻器接線錯誤．
b、因燈泡的電阻與溫度有關(guān)，即電阻是變化的，在實驗時無法控制電阻不變；所以實驗時不能用燈泡代替定值電阻．
（2）b、探究電阻中的電流與電阻的關(guān)系時，需控制電阻兩端電壓不變，因此調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表A₁的示數(shù)保持1A不變，此時電流表A₂的示數(shù)：

1A×5Ω

15Ω

=0.33A；如下表所示
c、當(dāng)把R₃換成R₄時，電流表A₂的示數(shù)：

1A×5Ω

20Ω

=0.25A，如下表所示

接入的電阻	R1	R2	R3	R4
電阻R/Ω	5Ω	10	15	20
電流I/A	1.00	0.50	0.33	0.25

d、分析表格中的數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論：當(dāng)電阻兩端電壓一定時，通過電阻的電流與電阻成反比．
故答案為
（1）a、電流表正負接線柱接反，滑動變阻器接線錯誤；
b、燈泡   定值電阻   燈泡的電阻會受溫度的影響而發(fā)生變化；
（2）b 調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表A₁ 的示數(shù)保持1A不變；
d 當(dāng)電阻兩端電壓一定時，通過電阻的電流與電阻成反比．

點評：本題考查了學(xué)生對電流表、電壓表和滑動變阻器正確使用的掌握情況，以及實驗前開關(guān)的狀態(tài)；側(cè)重考查了控制變量法的應(yīng)用．小燈泡的電阻與溫度有關(guān)是解決本題的關(guān)鍵．