Question

12．在探究“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系”的實驗中，小明用定值電阻和一個電壓恒定的電源，及有關(guān)的實驗器材，設(shè)計了電路，按實驗要求分別測出有關(guān)的物理量．

（1）在圖1中畫出實驗電路圖．
（2）實驗中，在驗證“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系”時，當(dāng)把定值電阻R_X=5Ω換成10Ω后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，接下來的操作是向左移動滑片，使電壓表示數(shù)不變．
（3）表中是小明在實驗中測出的數(shù)據(jù)，其中R為定值電阻，阻值分別為20Ω、10Ω和5Ω，U是電阻R兩端的電壓，I是通過電阻R的電流．

實驗序號	R/Ω	U/V	I/A
1	R=20Ω	1	0.05
2		2	0.1
3		3	0.15
4	R=10Ω	1	0.1
5		2	0.2
6		3	0.3
7	R=5Ω	1	0.2
8		2	0.4
9		3	0.6

要驗證“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”時，可以選1、2、3或4、5、6或7、8、9結(jié)論是：在電阻不變時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電壓成正比．
（4）圖2是某實驗小組在探究過程中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的圖象，其中表示電壓不變時，電流隨電阻變化的圖象是乙圖．（選填“甲”或“乙”）．
（5）在探究過程中，在連接電路時開關(guān)應(yīng)該斷開．在閉合開關(guān)前，應(yīng)使滑動變阻器連入電路中的電阻值調(diào)到最大，這個實驗中使用滑動變阻器的目是保護電路和改變電阻的電壓（研究電流與電壓的關(guān)系）及控制電阻的電壓不變（研究電流與電阻的關(guān)系）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗要求畫出電路圖；
（2）據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時，需控制定值電阻的電壓相同，當(dāng)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(jié)合分壓原理確定滑片移動的方向；
（3）驗證導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系時，要控制電阻不變，分析表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（4）由（3）結(jié)論分析回答；
（5）為保護電路，在連接電路時開關(guān)應(yīng)該斷開且應(yīng)使滑動變阻器連入電路中的電阻值調(diào)到最大，根據(jù)實驗的要求分析變阻器的作用．

解答 解：（1）導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系”的實驗中，電壓表與電阻并聯(lián)測電壓，電流表與電阻串聯(lián)測電流，為多次測量（或控制導(dǎo)體的電壓不變），還要將變阻器串聯(lián)在電路中：、

（2）實驗中，在驗證“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系”時，當(dāng)把定值電阻R_X=5Ω換成10Ω后，閉合開關(guān)，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)增大，
探究電流與電阻的實驗中應(yīng)控制電壓不變，應(yīng)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(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向左端移動，使電壓表的示數(shù)不變；
（3）驗證“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”時，要控制電阻不變，故可以選1、2、3或4、5、6或7、8、9分析，電壓為原來的幾倍，通過的電流為原來的幾倍，故結(jié)論是：在電阻不變時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電壓成正比；
（4）因在電阻不變時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電壓成正比；
故表示電壓不變時，電流隨電阻變化的圖象是乙圖；
（5）在探究過程中，在連接電路時開關(guān)應(yīng)該斷開．在閉合開關(guān)前，應(yīng)使滑動變阻器連入電路中的電阻值調(diào)到最大，這個實驗中使用滑動變阻器的目是：保護電路和改變電阻的電壓（研究電流與電壓的關(guān)系）及控制電阻的電壓不變（研究電流與電阻的關(guān)系）．
故答案為：（1）如上所示；（2）增大；向左移動滑片，使電壓表示數(shù)不變；（3）1、2、3或4、5、6或7、8、9；在電阻不變時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電壓成正比；（4）乙；（5）斷開；保護電路和改變電阻的電壓（研究電流與電壓的關(guān)系）及控制電阻的電壓不變（研究電流與電阻的關(guān)系）．

點評 本題探究導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系，考查電路的設(shè)計、操作過程、數(shù)據(jù)分析、變阻器的作用等知識．