Question

8．在用電壓表、電流表探究電流和電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，電阻R=10Ω，電源電壓U=3V．
（1）小剛根據(jù)電路圖連接了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，小軍檢查后發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接有 誤，請你在這根導(dǎo)線上打“×”并用筆畫線代替導(dǎo)線，畫出正確的連線．并且橫線上畫出實(shí)物的對應(yīng)電路圖．
（2）電路改正后，閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到右端，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表的示數(shù)為電源電壓值，取下電阻，兩表的示數(shù)仍然不變，出現(xiàn)故障的原因可能是定值電阻R斷路．
（3）故障排除后，開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，小剛根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，畫出了通過電阻的電流隨電壓變化的關(guān)系圖象，如圖乙所示，由圖象可以得出結(jié)論：電阻一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓正正比．
（4）完成此實(shí)驗(yàn)后，小剛進(jìn)一步探究電流與電阻的關(guān)系．選用的電阻分別為5Ω，10Ω，15Ω．若其倆端的電壓保持2V不變．在電路中當(dāng)將5Ω的電阻換成10Ω電阻后，接下來的操作是：向右移動滑片，使電壓表示數(shù)為2V不變．滑動變阻器在此實(shí)驗(yàn)中的作用是：調(diào)節(jié)保持定值電阻兩端電壓不變，保護(hù)電路．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)測R兩端電壓，由此分析并修改電路連接；
（2）在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最大阻值處；
電流表無示數(shù)，說明電路中某處斷路，電壓表有示數(shù)，則可能是與電壓表并聯(lián)的電路斷路；
（3）由圖象根據(jù)控制變量法得出結(jié)論；
（4）根據(jù)控制變量法和串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律分析判斷滑片的移動情況；由實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治鲎冏杵髯饔茫?/p>

解答 解：
（1）用電壓表、電流表探究電流和電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)測定值電阻R兩端電壓，即與R并聯(lián)，由此修改電路如圖所示：
；
（2）由圖知，滑動變阻器的下面接了左邊的接線柱，所以在閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器的滑片移至最右端，使其阻值最大，以起到保護(hù)電路的作用；
閉合開關(guān)后，電流表無示數(shù)，說明電路中某處斷路，電壓表的示數(shù)為電源電壓值，取下電阻，兩表的示數(shù)仍不變，則說明與電壓表并聯(lián)的定值電阻R斷路；
（3）由圖電流與電壓關(guān)系是正比例圖象，由此可得：電阻一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓正正比；
（4）探究電流與電阻的關(guān)系時應(yīng)保護(hù)電阻兩端電壓不變，所以當(dāng)將5Ω的電阻換成10Ω電阻后，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理R兩端電壓會增大，要保持電阻兩端電壓保護(hù)2V不變，應(yīng)增大變阻器兩端電壓，從而減小R兩端電壓，所以滑片應(yīng)向右移動；
滑動變阻器作用：通過變阻器的調(diào)節(jié)保持定值電阻兩端電壓不變；閉合開關(guān)前，應(yīng)將變阻器的滑片移到最大值處，這樣起到保護(hù)電路的作用．
故答案為：
（1）見上圖；（2）右；定值電阻R斷路；（3）電阻一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓正正比；（4）向右移動滑片，使電壓表示數(shù)為2V不變；調(diào)節(jié)保持定值電阻兩端電壓不變；保護(hù)電路．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對控制變量法的掌握和歐姆定律的理解，同時也考查了實(shí)驗(yàn)探究能力．解答本題時，我們要清楚以下三點(diǎn)：①實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法；②滑動變阻器的作用：通過改變電路中的電流和部分電路兩端的電壓，使不同電阻兩端的電壓相同；③歐姆定律：導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比．