Question

16．在“探究通過導體的電流與電壓和電阻的關系”實驗中，有如下器材：電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、兩節(jié)干電池、定值電阻R（分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、導線若干．小明在實驗時連接的電路如圖1所示．

（1）在探究“電流與電壓的關系”實驗中：
①閉合開關前，要將滑動變阻器滑片移至A端；電路中滑動變阻器起到保護電路元件安全和改變定值電阻的電壓的作用；
②閉合開關S，無論如何移動滑動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)約為3V，此時，電路出現(xiàn)的故障可能是R斷路；小明排除故障后繼續(xù)實驗．
（2）在探究“電流與電阻的關系”實驗中：
①電路中滑動變阻器起到保護電路元件安全和控制電阻R的電壓不變的作用；
②小明先將R=10Ω的電阻接入，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V，記下電流表示數(shù)；接著在滑動變阻器的滑片位置不變，把R換為15Ω的電阻時，應向A（填“A”或“B”）方向移動滑動變阻器的滑片P，才能使電壓表示數(shù)為2.5V，同時記下電流表的示數(shù)；
③根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)描繪出電流隨電阻變化的曲線如圖2所示，小明由圖象得出的結論是：在電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比
（3）若繼續(xù)使用該實驗電路，還可以進行的實驗有伏安法測電阻（或測電功率）．（只要求填寫一個實驗名稱）．

Answer 1

分析 （1）①為保護電路，閉合開關前，將滑片移至最大阻值處；為得出普遍性的結論要多次測量，據(jù)此分析變阻器的作用；
②若電流表示數(shù)為0，說明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓3V，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了；
（2）①探究電流與電阻的關系，需保持電阻兩端的電壓不變，據(jù)此分析滑動變阻器的作用；
②根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關系時，需控制定值電阻的電壓相同，當換上大電阻時，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結合分壓原理確定滑片移動的方向；
③根據(jù)圖象由U=IR分析得出電流與電阻的關系；
（3）根據(jù)P=UI或R=$\frac{U}{I}$可測量電阻的電功率或電阻值．

解答 解：（1）在探究“電流與電壓的關系”實驗中，為保護電路，閉合開關前，要將滑動變阻器滑片移至阻值最大處，即A端；為得出普遍性的結論要多次測量，故電路中滑動變阻器除起到保護電路元件安全外，還有改變定值電阻的電壓的作用；
②經分析，無論如何移動滑動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)約為3V，此時，電路出現(xiàn)的故障可能是與電壓表并聯(lián)的R處斷路；
（2）根據(jù)控制變量法，在探究“電流與電阻的關系”實驗中，要控制電壓不變，
①故電路中滑動變阻器除起到保護電路元件安全外，還有控制電阻R兩端電壓不變的作用；
②根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由10Ω改接成15Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，應保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向A端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
③在圖2中，根據(jù)歐姆定律，電壓表示數(shù)U=IR=0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=0.1A×25Ω=…2.5V為一定值，得出的結論：在電壓保持不變的情況 下，通過導體的電流與導體的電阻成反比；
（3）因電壓表測電壓，電流表可測電流，若繼續(xù)使用該實驗電路，還可以進行的實驗有伏安法測電阻或測量電功率．
故答案為：（1）①A；改變定值電阻的電壓；
②R斷路；
（2）①控制電阻R的電壓不變；②A；③在電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；（3）伏安法測電阻（或測電功率）．

點評 本題探究通過導體的電流與電壓和電阻的關系考查注意事項、變阻器的作用、控制變量法的運用及數(shù)據(jù)分析等知識．