Question

在“研究電流和電壓、電阻的關系”的實驗中，實驗室提供了以下器材：①電源，②電流表，③電壓表，④滑動變阻器，⑤開關，⑥電阻（5Ω），⑦電阻（10Ω），⑧電阻（15Ω），⑨電阻（100Ω），各一只和⑩導線（若干）．請完成以下問題：
（1）在圖的線框內畫出該實驗的電路圖，并根據你畫出的電路圖用筆畫代替導線連接圖中的實物．（要求在實驗過程中使用滑動變阻器，導線不能交叉）

（2）我們在很多實驗探究過程中都會用到控制變量法，本次實驗在“研究電流和電壓的關系”時，應保持______不變，這就是控制變量法的一個應用．在研究這一問題時，你不需要的器材有______（填序號）．
（3）某同學在做“研究電流和電壓的關系”的實驗時，得到的實驗數據記錄在下表中，其中第三組數據分別如圖1所示．請你幫他把實驗記錄表補充完整：

實驗次序	1	2	3
電壓U（V）	1.5	2.0
電流I（A）	0.3	0.4

根據以上數據得到的結論是______．
（4）做“研究電流和電阻的關系”的實驗時，你不需要的器材有______（填序號），在這一實驗過程中也要適當調節(jié)滑動變阻器的滑片，其目的是______．

Answer 1

解：（1）在“研究電流和電壓、電阻的關系”的實驗中，需要用電壓表測量電阻的電壓，電流表測量電流，所以，將電流表、開關、滑動變阻器、定值電阻串聯(lián)在電源的兩極上．最后把電壓表并列連接在定值電阻兩端．如圖：

（2）根據控制變量法在“研究電流和電壓的關系”的實驗中，應控制不變的物理量是導體的電阻值；又電源電壓為低壓電源，因此只需要一個阻值較小電阻，如：選⑥，則不需要的器材有⑦⑧⑨；（或：選⑦，則不需要的器材有⑥⑧⑨；或：選⑧，則不需要的器材有⑥⑦⑨）；
故答案為：電阻； ⑦⑧⑨（或⑥⑧⑨或⑥⑦⑨）
（3）由圖1可知：電壓表量程是3V，最小分度值是0.1V，所示電壓表示數是2.5V，電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數是0.5A，

實驗次序	1	2	3
電壓U（V）			2.5
電流I（A）			0.5

應電阻一定，電壓和電流的比值是一定的，則兩者成正比，所以數據得到的結論是：電阻一定時，通過導體的電流與其兩端的電壓成正比．
故答案為：電阻一定時，通過導體的電流與其兩端的電壓成正比．
（4）因為在電源電壓一定的條件下，定值電阻的阻值比滑動變阻器的阻值大的多時，根據串聯(lián)電路的電壓特點知：無論如何移動滑片都不能使定值電阻兩端的電壓達到需要值，故100Ω的電阻比其它的電阻大得多，不能選擇．
滑動變阻器的作用是移動滑片，保持電阻兩端的電壓不變．
故答案為：⑨； 保持電壓不變．
分析：（1）由實物圖畫電路圖的方法：從電源的正極開始，順著電流的路徑，依次電流表、開關、滑動變阻器、定值電阻，到電源的負極．最后把電壓表并列連接在定值電阻兩端．
（2）本次實驗是“研究電流和電壓的關系”，根據控制變量法應控制不變的物理量是導體的電阻值；因此電阻只需要一個，其它的電阻不需要；
（3）確定電表的量程、最小分度值，根據電表指針位置讀出示數；分析數據：當電壓和電流的比值一定時，兩者成正比，當電壓和電流的乘積一定時，兩者成反比．
（4）探究電流跟電阻的關系時，采用控制變量法，改變電阻大小，通過移動滑動變阻器的滑片，保持電壓不變．根據這個要求分析電阻和滑動變阻器之間的關系即可判斷．
點評：本題考查電路圖的設計、實物圖的連接；滑動變阻器的作用；電表的讀數，考查的內容較多，但難度較大；
注意結合控制變量法分析數據，得出結論是注意條件；難點是根據串聯(lián)電路的特點判斷出：在電源電壓一定的條件下，定值電阻的阻值比滑動變阻器的阻值大的多時，無論如何移動滑片都不能使定值電阻兩端的電壓達到需要值．