Question

10．  在探究“電流與電壓和電阻的關系”的實驗時，實驗室提供的定值電阻由5Ω、10Ω、15Ω三種規(guī)格，小明同學選取5Ω的定值電阻，連接了如圖所示的電路．
（1）經檢查，電路元件完好以及各處連接接觸良好，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器的滑片，則電流表的示數將變大，電壓表的示數將保持不變（選填“變大”、“變小”或“保持不變”）
（2）小明想用如圖所示的電路研究“電流與電壓的關系”．
①但是根據看到的上述現(xiàn)象，他知道電路的連接存在某些錯誤，請你幫他檢查電路，并在圖中變動盡量少的接線予以改正（在錯誤的連線上打“×”，然后畫出正確的接線）
②糾正錯誤后，閉合開關，移動滑片測出多組電流、電壓值后，小明認為可以進行數據分析做出實驗結論了，但是同組的小麗認為應該分別換用10Ω、15Ω電阻，重復上述過程繼續(xù)實驗，你認為她這樣做的好處是避免實驗結論的偶然性，使實驗結論更具有普遍性．
（3）小宇同學用改正后的電路探究“電流與電阻的關系”，他先將5Ω電阻接入電路，檢查滑片處在阻值最大處后，就閉合開關讀出電流表的示數，并把數據記錄在表格中，接著再分別用10Ω、15Ω電阻替換5Ω電阻，重復上述操作．
①你認為小宇在實驗中存在的錯誤是沒有控制電阻兩端的電壓不變
②在上面的實驗條件下，你的改進方法是改變接入電阻的順序，先接入15Ω的電阻，每次更換電阻后，要移動滑片，保持與第一次的電壓相同．

Answer 1

分析 （1）電流表串聯(lián)在電路中，示數是否變化，在電源電壓一定時，決定于電路電阻的變化；電壓表與導體并聯(lián)，示數是否變化決定于所測量的位置；
（2）①電路連接錯誤一般從以下方面分析：電流表是否與用電器串聯(lián)，電壓表是否與電阻并聯(lián)，滑動變阻器是否采用“一上一下”的接法，
電流是否從電流表、電壓表的“+”接線柱流入，電流表、電壓表選擇的量程是否正確；
②實驗結論要在多次測量的基礎上總結，以避免規(guī)律的偶然性；
（3）①在研究電流與電阻的關系時，應該控制電阻兩端的電壓不變，是通過移動滑動變阻器的滑片實現(xiàn)的；
②為了便于實驗操作，更換電阻的順序最好從大到小，可以避免每次更換電阻時，都需要把滑動變阻器的滑片滑到最大阻值處．

解答 解：（1）由實物圖知電流表與電阻、滑動變阻器串聯(lián)在電路中，閉合開關前，滑動變阻器的滑片位于最大阻值處；
閉合開關，滑動變阻器滑片移動時，接入電路的電阻變小，所以電路中的電流變大，即電流表的示數將變大．
因為電源電壓不變，此時電壓表測量電源電壓，所以電壓表的示數將保持不變．
（2）①由圖知，電壓表與滑動變阻器和電阻并聯(lián)了，應該并聯(lián)在電阻兩端，將滑動變阻器右上端接線柱與電壓表的左端接線柱相連的這根導線去掉，
電將壓表的左端接線柱與定值電阻左端接線柱相連，如圖所示：

②“探究電流與電壓的關系實驗”屬于探究性實驗，小明只用一個5Ω電阻進行了多次實驗就進行數據分析做出實驗結論，這樣得出的結論可能具有偶然性，不具有普遍性；
為了使實驗結論更具有普遍性，應該換用不同的電阻多次實驗，所以小麗這樣做的好處是：避免實驗結論的偶然性，使實驗結論更具有普遍性．
（3）①小宇在做“探究電流與電阻的關系”實驗時，滑片處在阻值最大處后，閉合開關S就直接讀出了電流表的示數，這種操作是非常錯誤的．
他沒有明確實驗的目的，要探究電流與電阻的關系，更換電阻后，必須通過移動滑動變阻器的滑片，來控制電阻兩端的電壓不變．
②如果從小到大更換電阻，在做完第一次實驗后，接下來的操作是：斷開開關，將5Ω的定值電阻更換為10Ω的定值電阻，再將滑動變阻器的滑片滑到最大阻值處，
然后閉合開關，移動滑片，使電壓表示數與第一次相同時，讀出電流表的示數．這樣操作每次更換電阻時，都需要把滑動變阻器的滑片滑到最大阻值處，重新移動滑片，不便于操作；
所以在上面的實驗條件下，改進方法是：改變接入電阻的順序，先接入15Ω的電阻，每次更換電阻后，要移動滑片，保持與第一次的電壓相同．
故答案為：（1）變大；保持不變；
（2）①見上圖；
②避免實驗結論的偶然性，使實驗結論更具有普遍性；
（3）①沒有控制電阻兩端的電壓不變；
②改變接入電阻的順序，先接入15Ω的電阻，每次更換電阻后，要移動滑片，保持與第一次的電壓相同．

點評 此題是探究電流與電壓和電阻的關系，涉及了有關實物電路的連接，特別注意滑動變阻器、電壓表、電流表的連接，同時考查了滑動變阻器的使用．
尤其在實驗的操作、結論的得出上，這幾項都是該實驗的重點，應注意掌握．