Question

2．在探究“電流與電阻關(guān)系”的實驗中，小雷選用的器材有：滑動變阻器，開關(guān)，電源（電壓恒為6V）各一個，電流表，電壓表各一塊，三個定值電阻（10Ω，15Ω，20Ω）導(dǎo)線若干：
（1）圖甲是小雷連接的實物電路，圖中有一根導(dǎo)線連接錯誤，請你在連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”，并補畫出正確的連線．
（2）電路連接正確后，閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)置于A端，這樣做的目的是保護電路．
（3）閉合開關(guān)后，移動滑片，使與電阻（20Ω）并聯(lián)的電壓表表示數(shù)為4V，讀出電流表示數(shù)，當(dāng)拆下20Ω的電阻改換成15Ω的電阻，再次閉合開關(guān)時，電壓表的示數(shù)將小于4V，這時應(yīng)將滑動變阻器的滑片向右移動，使電壓表的示數(shù)仍為4V．
（4）如表所示是小雷收集的實驗數(shù)據(jù)，老師發(fā)現(xiàn)有一組數(shù)據(jù)誤差較大，便找來一個5Ω電阻接入電路時，若要使電壓表示數(shù)仍為4V，則實驗不能繼續(xù)進行，其原因是電流超過所選量程，改變連接后，當(dāng)電壓表示數(shù)仍為4V時，電流表示數(shù)如圖乙所示，則此時電路中的電流為0.8A．

（5）分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論：電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比
（6）小雷又利用上述實驗器材探究“電流與電壓的關(guān)系”，實驗數(shù)據(jù)如表所示，由此可得結(jié)論：電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，進一步分析可知，第3次測量時，滑動變阻器連入電路的阻值是5Ω．

電阻R/Ω	10
電壓U/V	2	3	4	5	6
電流I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

Answer 1

分析 （1）本實驗中電阻R、滑動變阻器、電流表組成串聯(lián)電路，電壓表并聯(lián)在R兩端，從這些方面檢查錯誤，并修改；
（2）為了保護電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片處于最大阻值處．
（3）根據(jù)串分壓的知識，定值電阻的阻值變大，兩端電壓變大，要保持其兩端電壓不變，應(yīng)減小變阻器的阻值；
（4）根據(jù)電流表的量程和分度值讀數(shù)；
（5）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析；
（6）根據(jù)實驗的數(shù)據(jù)分析；根據(jù)第3次測量時的電壓值求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計算出滑動變阻器的阻值．

解答 解：（1）由圖1可知，R與電壓表被導(dǎo)線短路了，只改動一根線，修改情況如下圖所示：
；
（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器接左半段，滑片處于左端（A端）時，滑動變阻器連入電路的電阻最大，電路電流最小，對電路起保護作用．
（3）閉合開關(guān)后，移動滑片，使與電阻（20Ω）并聯(lián)的電壓表表示數(shù)為4V，拆下阻值為20Ω的電阻改換成阻值為15Ω的電阻，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)會變小，小于4V；為了是使電壓表達(dá)到4V，應(yīng)減小滑動變阻器的阻值，則應(yīng)將變阻器滑片向右移動；
（4）若再接入5Ω的電阻時，電阻兩端的電壓為4V，電流為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{4V}{5Ω}$=0.8A，超過了電流表所選的量程，實驗不能正常進行；
電流表選擇0～3A量程，分度值0.1A，所以示數(shù)為0.8A；
（5）由實驗數(shù)據(jù)可知：電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（6）分析表2中數(shù)據(jù)可知，電壓增大幾倍，電流也增大幾倍，故可得到結(jié)論：電阻一定時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
第3次測量時電壓表的示數(shù)為4V，滑動變阻器兩端的電壓為：U'=6V-4V=2V，通過電路的電流為0.4A，則滑動變阻器的阻值為：R'=$\frac{U'}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω．
故答案為：（1）如圖；（2）A；保護電路；（3）小于；右；（4）電流超過所選量程；0.8；（5）電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（6）電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；5．

點評 本題是探究通過電阻的電流與電阻大小的關(guān)系實驗，涉及到電路圖的連接、電路故障的分析、滑動變阻器的使用、電流表的讀數(shù)、串聯(lián)電路的特點、歐姆定律的應(yīng)用和控制變量法的應(yīng)用，涉及的知識點較多，要深入理解和熟練掌握．