Question

12．在“探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系”的實驗中，同學(xué)們設(shè)計了如圖所示的電路，R為定值電阻．

（1）根據(jù)電路圖將圖中的各元件連接成實驗電路．
（2）小芳在連接好電路最后一根導(dǎo)線時，電流表和電壓表的指針都偏轉(zhuǎn)了，而移動滑動變阻器的滑片，兩電表的示數(shù)均無變化．導(dǎo)致上述現(xiàn)象的兩個操作錯誤是：
①連接電路時未斷開開關(guān)
②滑動變阻器同時接了上面兩個接線柱或下面兩個接線柱
（3）小明在研究電流跟電阻的關(guān)系時，先用5Ω的定值電阻進(jìn)行實驗，使電壓表的示數(shù)3V；再換用10Ω 的定值電阻時，他沒有改變滑動變阻器滑片的位置，閉合開關(guān)后，電壓表的示數(shù)將大于3V（選填“大于”、“小于”或“等于”），此時調(diào)節(jié)滑片使滑動變阻器的阻值變大（選填“變大”或“變小”），使電壓表的示數(shù)為3V．
（4）該實驗運(yùn)用的研究方法是控制變量法；
（5）小明將實驗數(shù)據(jù)記錄在表1和表2中．
表一：

R=10Ω	電壓/v	1.0	2.0	3.0
	電流/A	0.10	0.20	0.30

表二：

U=3V	電阻/Ω	5	10	15
	電流/A	0.60	0.30	0.20

從表1數(shù)據(jù)歸納得出的結(jié)論是：電阻不變，導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比．
從表2的數(shù)據(jù)歸納得出的結(jié)論是：電壓不變，導(dǎo)體中的電流與它的電阻成反比．
從表1和表2的數(shù)據(jù)歸納得的公式是I=$\frac{U}{R}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接電路，特別要注意電流表、電壓表和滑動變阻器的接法；
（2）根據(jù)連完最后一根就有電流，得出連接電路時未斷開開關(guān)；
根據(jù)移動滑片，電表的示數(shù)不變，得出滑動變阻器的接法；
（3）根據(jù)串分壓的知識，電阻變大，分的電壓變大，要使電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)該增大變阻器的阻值；
（4）要探究電流與電壓、電阻的關(guān)系，應(yīng)用控制變量法；
（5）根據(jù)表一得出電流與電壓的關(guān)系，根據(jù)表二得出電流與電阻的關(guān)系；結(jié)果二者得出歐姆定律公式．

解答 解：
（1）根據(jù)電路圖連接實物圖，如圖所示：

（2）小芳在連接好電路最后一根導(dǎo)線時，電流表和電壓表的指針都偏轉(zhuǎn)了，說明在連接電路過程中未斷開開關(guān)；
移動滑動變阻器的滑片，兩電表的示數(shù)均無變化，說明滑動變阻器同時接了上面兩個接線柱或下面兩個接線柱；
（3）要探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，將5Ω的電阻換為10Ω后，由于電阻變大，所以電阻兩端的電壓變大，因此應(yīng)增大滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)仍為3V；
（4）電流的大小與電阻和電壓兩個因素有關(guān)，因此探究過程中，應(yīng)用到控制變量法；
（5）表一，電阻不變，電壓增大幾倍，電流也增大幾倍，可得電阻不變，導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比；
表二，電阻兩端的電壓不變，電阻增大原來的幾倍，電流就變?yōu)樵瓉淼膸追种�一，可見電壓不變，�?dǎo)體中的電流與它的電阻成反比．
綜合可知導(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，公式應(yīng)為：I=$\frac{U}{R}$．
故答案為：
（1）見上圖；
（2）①連接電路時未斷開開關(guān)；②滑動變阻器同時接了上面兩個接線柱或下面兩個接線柱；
（3）大于；變大；
（4）控制變量；
（5）電阻不變，導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比；電壓不變，導(dǎo)體中的電流與它的電阻成反比；I=$\frac{U}{R}$．

點(diǎn)評 本題是探究電流與電壓、電阻的關(guān)系實驗，考查了實物圖的連接、電路問題的分析、串分壓的有關(guān)應(yīng)用、滑動變阻器的使用及實驗結(jié)論的得出．并要注意控制變量法在實驗中的應(yīng)用．