Question

1．用圖甲所示的電路探究“電流與電壓和電阻的關(guān)系”，電源電壓15V保持不變，規(guī)格為“50Ω 2A”、“100Ω 2A”的滑動變阻器各一個，阻值為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的電阻各一個．
（1）根據(jù)圖甲將圖乙所示的實(shí)物圖連接完整．
（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)滑動變阻器的滑片移到某點(diǎn)時，兩電表的示數(shù)如圖丙所示，則電壓表的示數(shù)為10V，電流表的示數(shù)為0.5A
（3）小明將10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，多次移動滑動變阻器的滑片，記錄對應(yīng)的幾組電表示數(shù)，此過程小明實(shí)際探究的問題是電流與電壓的關(guān)系．
（4）小明在探究“電流與電阻的關(guān)系”時，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表一．他在分析數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)，不能得出教科書上“通電導(dǎo)體的電流跟電阻的大小成反比”的結(jié)論，出現(xiàn)這一問題的原因是：未控制電阻R的電壓不變．
表一

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電阻R/Ω	電流I/A
1	10	0.30
2	20	0.50
3	30	0.20

表二

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電阻R/Ω	電流I/A
1	10	0.60
2	20	0.30
3	30	0.20
4	40	0.15

（5）表二為小慧記錄的“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，據(jù)此可推測，她選用的是本題中規(guī)格為“100Ω 2A”的滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，各元件要一一對應(yīng)；
（2）根據(jù)圖中電表量程讀數(shù)；
（3）實(shí)驗(yàn)中控制電阻不變，改變電阻的電壓和電流，根據(jù)控制變量法分析；
（4）探究“電流與電阻的關(guān)系”時，要控制電阻的電壓不變，據(jù)此分析；
（5）根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理，求出當(dāng)最大定值電阻接入電路時變阻器連入電路的阻值確定變阻器的規(guī)格．

解答 解：（1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，電流從電表正接線柱流入，各元件要一一對應(yīng)，如下所示：

（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)滑動變阻器的滑片移到某點(diǎn)時，兩電表的示數(shù)如圖丙所示，圖中電壓表選用大量程，分度值為0.5V，電壓表的示數(shù)為10V，電流表分度值為0.02A，示數(shù)為0.5A；
（3）小明將10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，多次移動滑動變阻器的滑片，記錄對應(yīng)的幾組電表示數(shù)，此過程小明實(shí)際探究的問題是電流與電壓的關(guān)系；
（4）小明在探究“電流與電阻的關(guān)系”時，應(yīng)控制電阻的電壓保持不變，由表一，根據(jù)歐姆定律的變形公式：
U=IR可知，三次實(shí)驗(yàn)的電壓表示數(shù)分別是：3V、10、V、15V，沒有控制定值電阻大小不變，故他在分析數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)，不能得出教科書上“通電導(dǎo)體的電流跟電阻的大小成反比”的結(jié)論；
（5）根據(jù)表二數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律的變形公式：
U=IR可知，控制電壓表示數(shù)為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓U_滑=15V-6V=9V，變阻器分得的電壓是電阻電壓的$\frac{9V}{6V}$=1.5倍，根據(jù)分壓原理，當(dāng)接入40Ω的電阻時，變阻器連入電路的電阻大小為：
R_滑=1.5×40Ω=60Ω，選用“100Ω 2A”的滑動變阻器．
故答案為：（1）如上所示；（2）10；0.5；（3）電壓；（4）電壓；（5）100Ω 2A．

點(diǎn)評 本題探究“電流與電壓和電阻的關(guān)系”，考查電路的連接、電表讀數(shù)、控制變量法的運(yùn)用及對器材的選擇．