Question

14．如圖甲是某實驗小組探究“電流與電壓、電阻關系”的電路圖，使用的實驗器材有：電壓為6V的電源、電流表、電壓表各一個、開頭一個，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值電阻各一個，規(guī)格為“20Ω 1A”的滑動變阻器一個，導線若干．
（1）探究電流與電壓的關系時，所測得多組數據記錄在表1中，在給定的坐標紙上作出圖象，分析得出了結論．在與其他組交流時發(fā)現(xiàn)，雖然各小組作出的圖象都是正確的，但是在相同的坐標紙上有些小組的圖象卻明顯不同．請你回答造成這種不同的原因：定值電阻的阻值明顯不同．
（2）探究電流與電阻的關系時，所測得的幾組電流、電壓值如表2所示，

表1					表2
實驗次數	1	2	3		實驗次數	1	2	3
電壓U/V	1.0	1.5	2.0		電阻R/Ω	5	10	15
電流I/A	0.2	0.3	0.4		電流I/A	0.6	0.3	0.24

①由于操作不當，導致表2中有一個數據存在錯誤，這個數據正確的應該是0.2A，請你分析產生這個錯誤的原因應該是沒有保持電壓不變； 
②糾正錯誤以后，該小組用30Ω的電阻替換15Ω的電阻進行了第4次實驗，發(fā)現(xiàn)實驗無法完成，為了完成第4次實驗，同學們分析原因后，提出了下列解決方案，其中正確的是C．
A．將電壓表的量程換為0～15V
B．換成電壓為12V的電源
C．更換最大阻值大于或等于30Ω的滑動變阻器
D．可將定值電阻兩端的電壓調為1.5V．

Answer 1

分析 （1）探究電流與電壓的關系時應控制電阻的阻值不變，采用不同的定值電阻進行探究時，相同電壓下的電流不同，做出的I-U圖象不同，據此進行解答；
（2）①探究電流與電阻關系時，要保持電壓一定，分析表中數據得出結論；
②根據滑動變阻器分壓和串聯(lián)電路電流相等特點分析解答．

解答 解：（1）實驗中各小組所使用的定值電阻的阻值不相同時，相同電壓下的電流不同，做出的I-U圖象不同；
（2）①當接入電阻R₂=10Ω時，電路中的電流為I₂=0.3A，
此時滑動變阻器接入的阻值為R=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{6V-3V}{0.3A}$=10Ω，
將R₂換為R₃=15Ω時，滑動變阻器滑片位置不動，
此時電流中的電流為I=$\frac{U}{R+{R}_{3}}$=$\frac{6V}{10Ω+15Ω}$=0.24A，
故第3次實驗時，沒有移動滑片就讀電流表示數了，
由于電壓一定時，導體中的電流與其電阻成反比，故應該為0.2A；
②糾正錯誤以后，該小組用30Ω的電阻替換15Ω的電阻進行了第4次實驗，
當R₄=30Ω時，由于保持電阻兩點電壓為U_R=3V不變，
則滑動變阻器兩端分的電壓為U′=U-U_R=6V-3V=3V，
此時電流為I_R=I′=$\frac{{U}_{R}}{{R}_{4}}$=$\frac{3V}{30Ω}$=0.1A，
則滑動變阻器需要接入的阻值為：R′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω＞20Ω，
此時滑動變阻器的阻值不能滿足要求，故應換用以更大阻值的變阻器，故選B．
故答案為：
（1）定值電阻的阻值明顯不同；
（2）0.2，沒有保持電壓不變；
（3）C．

點評 本題考查了探究電流與電壓、電阻關系的實驗，涉及到串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用，關鍵是利用好控制變量法，分析第三次實驗電流表示數錯誤原因，要充分把握電壓一定．