Question

6．探究“電流與電壓和電阻的關系”的實驗，有兩小組同學提出了以下猜想：
小組1猜想：電流可能跟電壓成正比；
小組2猜想：電流可能跟電阻成反比

（1）請用筆畫線代替導線，將圖乙中未連接的實物按電路圖連接好．
（2）在連接電路時，開關處于斷開狀態(tài)．閉合開關實驗前，應將滑動變阻器滑片調節(jié)到阻值最大處的位置．
（3）實驗開始，小組1的做法是：電阻R保持不變，閉合開關S后，調節(jié)滑動變阻器R′，得到多組數(shù)據(jù)．分析表中數(shù)據(jù)：

U（V）	0.5	1.0	1.6	1.9	2.5	3.0
I（A）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

①R=5Ω；
②在圖丁中畫出電阻R的I-U關系圖象；
③實驗結論是：電阻一定時，電流與電壓成正比．
（4）小組2的做法是：
①將5Ω電阻接入電路，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為1.5V，記錄電流表示數(shù)；
②將5Ω電阻換成10Ω電阻，閉合開關后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于1.5V，應將滑動變阻器的滑片向右（填“左”或“右”）移動，當觀察到電壓表示數(shù)為1.5V時，記錄電流表示數(shù)；
③將10Ω電阻換成15Ω電阻，閉合開關后發(fā)現(xiàn)：當滑動變阻器的滑片移動到最右端時，電流表和電壓表的示數(shù)如圖丙所示．出現(xiàn)上述情況的原因可能是B．
A．滑動變阻器最大阻值太大
B．滑動變阻器最大阻值太小
C．滑動變阻器斷路
D．定阻電阻短路．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，要注意滑片移動時接入電路中電阻變化的一致性；
（2）為防止電路中的電流過大燒壞電路元件，連接電路時開關應斷開，閉合開關前滑動變阻器的滑片P處于最大阻值處；
（3）①探究電流與電壓的關系時，應保持定值電阻的阻值不變，從表格任取一組數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律求出電阻的阻值；
②利用描點法做出電阻R的I-U關系圖象；
③分析圖象得出實驗結論；
（4）②探究“電流跟電壓、電阻的關系”實驗中，要采用控制變量法；即研究電流跟電壓關系時，控制電阻不變，研究電流跟電阻關系時要保持電壓不變．
③定值電阻變大時，兩端電壓相應變大，為保持電壓一定，必須調節(jié)滑動變阻器滑片，使其接入電路電阻相應變化．

解答 解：（1）滑動變阻器的左下方接線柱與定值電阻的右接線柱相連，如下圖所示：

（2）為保護電路，連接電路時開關應斷開，應將滑動變阻器滑片調節(jié)到阻值最大處的位置；
（3）①由表格數(shù)據(jù)可知，U=0.5V時，I=0.1A，則R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω；
②電阻R的I-U關系圖象如下圖所示：

③由圖象可知，電阻R的I-U關系圖象是正比例函數(shù)，故可得結論：電阻一定時，電流與電壓成正比；
（4）②將5Ω電阻換成10Ω電阻，閉合開關后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于1.5V，為保持電壓表的示數(shù)1.5V不變，應減小電路中的電流，即滑動變阻器的滑片向右移動增大接入電路的電阻；
③由圖丙可知，將10Ω電阻換成15Ω電阻、滑片移動到最右端時電壓表的示數(shù)大于1.5V，說明定值電阻分得的電壓仍然太大，即滑動變阻器的最大阻值太小．
故答案為：
（1）電路圖的連接如上圖所示；
（2）斷開；阻值最大處；
（3）①5；②圖象如上圖所示；③電阻一定時，電流與電壓成正比；
（4）②右；1.5；③B．

點評 本題考查了探究電流與電壓和電阻關系的實驗，涉及到滑動變阻器的連接、實驗的注意事項、歐姆定律的應用、描點法作圖等，利用好控制變量法是解決本題的關鍵．