Question

15．某實驗小組的同學(xué)探究電流與電壓的關(guān)系時，用到如下器材：電源1個，電流表、電壓表各1只，定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω的各1只），滑動變阻器1只，開關(guān)1個，導(dǎo)線若干．

（1）按要求連接實物圖1（導(dǎo)線不得交叉 ）．
（2）在圖2方框中畫出相應(yīng)的電路圖．
（3）為了保證電路安全，連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開，應(yīng)將滑片放在A（選填“A”或“B”）端．
（4）這個實驗使用了控制變量的方法，其中被控制的變量是定值電阻的阻值不變，滑動變阻R₂的作用是保護電路；同時通過改變電路的電阻改變電路中的電流，以達(dá)到改變定值電阻兩端電壓的目的．
（5）如表是他們獲取的一組實驗數(shù)據(jù)：實驗中他們選用的定值電阻阻值為10Ω；

電壓U/V	2	3	4	5	6
電流I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（6）分析表中的數(shù)據(jù)，你能得出的探究結(jié)論是在電阻一定時，同導(dǎo)體的電流和其兩端的電壓是成正比的．

Answer 1

分析 （1）此實驗中，實際電路是一個串聯(lián)電路，電流表測量該電路的電流，而電壓表測量定值電阻兩端的電壓，故先將它們組成一個串聯(lián)電路，而后將電壓表并聯(lián)在R兩端即可，同時應(yīng)注意，據(jù)（5）中的表格可以判斷，電壓表應(yīng)選擇大量程．
（2）根據(jù)電流的流動方向依次畫出所經(jīng)元件，畫出電路圖．
（3）在連接電路時，開關(guān)應(yīng)該斷開，滑片應(yīng)該打到最大阻值處．
（4）據(jù)該實驗的過程和變阻器的作用分析即可解決．
（5）據(jù)表格中的任意一組數(shù)據(jù)，結(jié)合歐姆定律計算即可；
（6）據(jù)表格中的數(shù)據(jù)特點分析可得結(jié)論．

解答 解：（1）據(jù)上面的分析可知，R應(yīng)串聯(lián)在電路中，且電壓表選擇大量程，并聯(lián)在R兩端，如下圖所示：

（2）據(jù)電流的流向，做出對應(yīng)的電路圖即可，如下圖：

（3）據(jù)連接實物圖的特點可知，在連接電路時，開關(guān)應(yīng)該斷開，且滑片應(yīng)該打到最大阻值處，故此時變阻器滑片右邊的電阻絲接入電路，所以閉合開關(guān)前滑片處于A端，此時為最大阻值處；
（4）該實驗中，應(yīng)該控制定值電阻的阻值不變，改變其兩端的電壓，觀察通過該定值電阻電流的變化呈現(xiàn)什么規(guī)律，故這個實驗使用了控制變量的方法，其中被控制的變量是定值電阻的阻值不變，滑動變阻的作用是保護電路；同時通過改變電路的電阻改變電路中的電流，以達(dá)到改變定值電阻兩端電壓的目的；
（5）由于定值電阻的阻值是不變的，所以據(jù)據(jù)表格中的任意一組數(shù)據(jù)，結(jié)合歐姆定律計算即可解決，故如利用第一組數(shù)據(jù)，電壓是2V，電流是0.2A，故定值電阻的阻值是：據(jù)I=$\frac{U}{R}$可得：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
（6）據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，在電阻一定時，同導(dǎo)體的電流和其兩端的電壓是成正比的．
故答案為：（1）見上圖；（2）見上圖；（3）斷開；A；（4）定值電阻的阻值不變；保護電路；同時通過改變電路的電阻改變電路中的電流，以達(dá)到改變定值電阻兩端電壓的目的；（5）10；（6）在電阻一定時，同導(dǎo)體的電流和其兩端的電壓是成正比的．

點評 本題是一道常考的電學(xué)實驗題，也是一道易錯題，本題的難點就在能判斷出電壓表的接法．此知識點是中招的熱點．