Question

16．甲、乙兩小組探究“電流與電壓和電阻的關(guān)系”，老師提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電源，電流表、電壓表各一個(gè)，開(kāi)關(guān)一個(gè)，四個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），兩只滑動(dòng)變阻器（規(guī)格分別為“15Ω 1.5A”和“30Ω  1A”），小燈泡一只（正常工作的電壓為2.5V），導(dǎo)線若干．

（1）甲小組探究“電流與電壓的關(guān)系”：
①請(qǐng)你根據(jù)圖甲的電路圖用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖乙中的實(shí)物電路連接完整．
②進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)如表，

電壓U/V	1.0	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0.2	0.3	0.4	0.5

根據(jù)表里的數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D2坐標(biāo)紙上做出電流-電壓關(guān)系圖象
由此可得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比．
（2）乙小組探究“電流與電阻的關(guān)系”：
①將5Ω的電阻接入電路，檢查無(wú)誤后閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為1.5V，并記下相應(yīng)的電流值．再用10Ω的電阻替代5Ω的電阻，此時(shí)滑片應(yīng)向右（填“左”或“右”）端移動(dòng)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的目的是保持定值電阻兩端電壓為1.5V不變．
②為了完成用四個(gè)定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是30Ω 1A．
（3）如圖3是實(shí)驗(yàn)小組在探究過(guò)程中，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制的圖象，其中表示電壓不變時(shí)，電流隨電阻變化的圖象是甲圖．（填“甲”或“乙”）

Answer 1

分析 （1）①電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，滑動(dòng)變阻器按“一上一下”的原則串聯(lián)在電路中；
②根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來(lái)；
根據(jù)表格中數(shù)據(jù)得出電流與電壓的正比例關(guān)系；
（2）①要探究電流和電阻之間關(guān)系，必須保持電阻兩端的電壓不變；用10Ω的電阻替代5Ω的電阻，其分擔(dān)的電壓增大，因此通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使其兩端的電壓減小，讓電壓表示數(shù)保持不變；
②電源電壓為3V，定值電阻中最大的阻值為20Ω，分擔(dān)的電壓為1.5V，所以滑動(dòng)變阻器兩端的電壓也是1.5V，所以滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值不能小于20Ω；
（3）當(dāng)電壓不變時(shí)，電流與電阻成反比；當(dāng)電阻不變時(shí)，電壓和電流成正比．

解答 解：（1）①根據(jù)圖1甲的電路圖可知，電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，滑動(dòng)變阻器接入電路時(shí)要按照“一上一下”的原則串聯(lián)在電路中，如下圖：

②根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，并連線，如圖所示：

分析表中數(shù)據(jù)可以得出：在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
（2）①將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時(shí)，串聯(lián)電路的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流變小，滑動(dòng)變阻器分得的電壓變小，電阻分得的電壓變大；
要探究電流和電阻之間關(guān)系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變，所以應(yīng)調(diào)節(jié)滑片向右移動(dòng)，增大滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，使電壓表的示數(shù)達(dá)到1.5V時(shí)，讀取電流表示數(shù)．因此小李移動(dòng)變阻器滑片P的目的保持定值電阻兩端電壓為1.5V不變；
②當(dāng)20Ω的電阻接入電路時(shí)，為使電壓表的示數(shù)為1.5V，因?yàn)殡娫措妷簽?V，所以滑動(dòng)變阻器兩端的電壓也是1.5V，所以滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值是20Ω；若選用規(guī)格為“15Ω，1.5A”滑動(dòng)變阻器，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P，電壓表的示數(shù)始終無(wú)法達(dá)到1.5V；因此需要選擇“30Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器．
（3）在保持電壓不變時(shí)，電流跟電阻成反比，則I-R圖象是反比例函數(shù)圖象，故為甲圖；
在保持電阻不變時(shí)，電流跟電壓成正比，則I-U圖象是正比例函數(shù)圖象，故為乙圖．
故答案為：（1）①見(jiàn)上圖；②見(jiàn)上圖；在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；（2）①右；保持定值電阻兩端電壓為1.5V不變；②30Ω  1A；（3）甲．

點(diǎn)評(píng) 此題為探究“電流與電壓和電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，考查學(xué)生對(duì)電路的連接、電路故障的分析、數(shù)據(jù)分析能力、串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)、圖象分析的理解和掌握，綜合性很強(qiáng)，難度很大，中考常見(jiàn)題型．