Question

14．為了探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系，李光同學(xué)設(shè)計(jì)了圖甲所示的電路．
（1）請(qǐng)根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中未連成完整的電路連接起來(lái)（導(dǎo)線不能交叉）．

（2）拆接電路時(shí)，開關(guān)必須斷開，連通電路前滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)處于最大阻值處．
（3）實(shí)驗(yàn)中當(dāng)換用不同阻值的定值電阻后，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，保持定值電阻兩端電壓不變．實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如表1所示，
表1：

次序	1	2	3
電阻（Ω）	5	10	15
電流（A）	0.6	0.3	0.2

表2：

次序	1	2	3
電壓（V）	1.0	2.0	3.0
電流（A）	0.1	0.2	0.3

根據(jù)表1數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．（實(shí)驗(yàn)器材使用正確，量程選用合理）．
（4）如果仍用圖甲電路研究電流與電壓的關(guān)系，在不調(diào)換定值電阻的情況下，調(diào)節(jié)滑片位置，讀出其中三組電流表、電壓表的示數(shù)，如表2中所示．由表2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可歸納出的結(jié)論是電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比．
（5）以上兩類實(shí)驗(yàn)中，多次測(cè)量的目的是得出普遍規(guī)律．
（6）歷史上，德國(guó)物理學(xué)家歐姆最先通過類似實(shí)驗(yàn)與理論研究發(fā)現(xiàn)了電流與電壓、電流之間規(guī)律，并總結(jié)出一個(gè)定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：I=$\frac{U}{R}$．根據(jù)定律，本實(shí)驗(yàn)在研究電流與電壓關(guān)系時(shí)，所用定值電阻的阻值是10Ω，這也是“伏安法”測(cè)電阻的基本過程．

Answer 1

分析 （1）由電路圖電壓表與定值電阻并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電流中；
（2）根據(jù)拆、接電路的常識(shí)，為了防止在拆接電路過程中出現(xiàn)短路現(xiàn)象而損壞電源和電流表，因此在此過程中要將開關(guān)處于斷開狀態(tài)．
（3）研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要控制電壓不變，換用不阻值的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；由表格數(shù)據(jù)總結(jié)出結(jié)論即可．
（4）探究電流跟電壓的關(guān)系時(shí)，要控制電阻不變，改變定值電阻兩端的電壓；由表格數(shù)據(jù)根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算定值電阻的阻值，由分析表格數(shù)據(jù)得結(jié)論；
（5）要知道初中物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次測(cè)量目的是什么，一是為了求平均值，提高精度，減小誤差；二是為了尋找普遍規(guī)律．
（6）歐姆是德國(guó)物理學(xué)家，他在19世紀(jì)初期做了大量實(shí)驗(yàn)，歸納得出了電流與電壓、電阻之間的關(guān)系：電阻一定，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；電壓一定，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．

解答 解：
（1）由電路圖電壓表與定值電阻并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電流中，電流從電表的正接線柱流進(jìn)，負(fù)接線柱流出，如圖所示：

（2）在拆接電路時(shí)，為了保護(hù)電路，要將開關(guān)處于斷開狀態(tài)．
（3）研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要控制電壓不變，換用不阻值的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所以每次調(diào)節(jié)滑片應(yīng)使定值電阻兩端電壓不變；
由表格數(shù)據(jù)，電壓增大的倍數(shù)與電流減小倍數(shù)相同，由此可得：電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
（4）導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻和導(dǎo)體兩端電壓有關(guān)．探究電流跟電壓的關(guān)系，要控制電阻不變，改變定值電阻兩端的電壓，所以實(shí)驗(yàn)中要調(diào)節(jié)滑片位置，改變定值電阻兩端的電壓；
由表格數(shù)據(jù)知，電阻不變，電壓增大為原來(lái)的幾倍，則電流也增大為原來(lái)的幾倍，可得：電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比；
（5）“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行多次測(cè)量的目的是使實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論具有普遍性，得出普遍規(guī)律．
（6）德國(guó)物理學(xué)家歐姆，通過大量實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出了著名的歐姆定律：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．
用I表示電流，用U表示電壓，用R表示電阻，所以歐姆定律用公式表示就是I=$\frac{U}{R}$．根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可得，本實(shí)驗(yàn)在研究電流與電壓關(guān)系時(shí)，所用定值電阻的阻值是：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.0V}{0.1A}$=10Ω；
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；（3）定值電阻兩端電壓；電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（4）電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比；（5）得出普遍規(guī)律；（6）I=$\frac{U}{R}$；10Ω．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究通過電阻的電流跟電阻和兩端電壓的關(guān)系，考查了實(shí)物連接，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，注意控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，在寫結(jié)論時(shí)，不要忘了控制的變量．