Question

17．創(chuàng)新小組的同學們利用如圖所示電路探究“通過導體的電流跟電阻的關系”．并選取了5Ω、10Ω、15Ω三個定值電阻．
（1）如圖所連的實物圖有一條導線連錯，請在錯誤的導線上畫“×”，同時補畫出正確的連線．
（2）實驗中，同學們打算收集多組電流和電阻值，其的目的是尋找電流與電阻的定量關系，使這種規(guī)律更具普遍性．
（3）第一次實驗中，大輝同學選取5Ω的電阻接入電路，調節(jié)滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V，并記錄電流表示數(shù)．接下來他打算直接拆下5Ω的電阻，換成10Ω的電阻進行第二次實驗．請你指出他這樣操作的錯誤之處，并分析說明由此帶來的危害．
（4）大輝正確更換了10Ω、15Ω后，又收集了兩組數(shù)據(jù)，得出了電流與電阻的關系是電壓一定時，電流與電阻成反比，請你利用現(xiàn)在器材，提出一種使結論更具普遍性的方法．

Answer 1

分析 （1）分析原電路，根據(jù)錯誤之處改正；
（2）根據(jù)歸納法得出具有普遍性的結論要滿足兩個條件：一是所選樣本要有代表性，二是樣本數(shù)量足夠多，多次測量可得出具有普遍性的結論；
（3）為保護電路，連接電路時，開關應斷開且滑片置于阻值最大處；根據(jù)分壓原理，分析換下5Ω定值電阻時電壓表的示數(shù)，與電壓表小量程比較，據(jù)此作答；
（4）根據(jù)電壓一定時，電流與電阻的關系回答；根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關系時，要控制不同定值電阻的電壓不變，所以可改變定值電阻的電壓再做實驗．

解答 解：（1）原電路中，電壓表串聯(lián)在電路中，變阻器與電阻并聯(lián)了，這是錯誤的；電壓表應并聯(lián)在電阻的兩端，所以作如下改動：將連接電流表負接線柱與電阻的左接線柱的導線去掉，將電阻的左接線柱與電壓表負接線柱連接起來，如下圖所示：

（2）收集多組電流和電阻值，可避免實驗的偶然性，得出具有普遍性的結論；
（3）連接電路時，開關應斷開，再拆下5Ω的電阻，換成10Ω的電阻，并把滑動變阻器的滑片移動到阻值最大處，閉合開關，再進行第二次實驗；
所以他的錯誤一是更換電阻時，開關沒有斷開；二是沒有將變阻器最大阻值連入電路中；
當他拆下5Ω的電阻，電壓表串聯(lián)在電路中，因電壓表內阻很大，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)接近電源電壓4.5V，將損壞電壓表；
（4）電壓一定時，電流與電阻成反比；為多次實驗，尋找更普遍性的結論，即在增加實驗器材的基礎上，可測量更多組數(shù)據(jù)，所以，可在原電路的基礎上改變定值電阻兩端的電壓（合適的值），重復原操作，這樣在不增加器材的條件下可得到更多組數(shù)據(jù)，使結論更具普遍性；
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）尋找電流與電阻的定量關系，使這種規(guī)律更具普遍性；
（3）錯誤：他的錯誤一是更換電阻前，開關沒有斷開，二是沒有將變阻器最大阻值連入電路中；
問題：拆除電阻時，電壓表串聯(lián)在電路中，示數(shù)超過量程（或示數(shù)接近電源電壓），可能損壞電壓表；
（4）電壓一定時，電流與電阻成反比；在原電路的基礎上改變定值電阻兩端的電壓（合適的值），重復原操作．

點評 本題探究“通過導體的電流跟電阻的關系”．考查實驗注意事項，電路的連接、歸納法及控制變量法的應用、操作過程和實驗結論、及設計實驗方案的能力等知識，綜合性較強，其中（4）有一定新意．