Question

2．探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系．
（1）如圖甲所示，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙實(shí)驗(yàn)電路連接完整．
（2）若實(shí)驗(yàn)前看到電流表指針如圖丙所示，接下來的操作是將電流表指針調(diào)至零刻度線．
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，把測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表，其中電壓示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖丁所示，其值為0.5A．

試驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
電流I/A	0.2	0.3	0.4		0.6

（4）據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖戊中描出電流與電壓的關(guān)系圖線．
（5）研究完上述實(shí)驗(yàn)后，小明先后用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻接入電路中來探究“電流跟電阻的關(guān)系”，并得到如圖戌所示的電流I隨電阻R變化的圖象，已知電源電壓為3V，若某次實(shí)驗(yàn)中讀取相關(guān)電表數(shù)據(jù)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入的阻值為4Ω，則此時(shí)所接入定值電阻的阻值為20Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖時(shí)，應(yīng)注意一一對(duì)應(yīng)且要注意電表的量程的選擇．
（2）若實(shí)驗(yàn)前看到電流表指針應(yīng)指在零刻度線上，否則應(yīng)調(diào)到零刻度線上．
（3）確定電流表的量程，然后讀出電流表的示數(shù)；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖戊中描點(diǎn)作圖；
（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，利用歐姆定律求定值電阻兩端的電壓，由于定值電阻兩端的電壓不變，然后根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出電路中的電流，最后即可求出定值電阻的阻值．

解答 解：（1）由于電源電壓為3V，則電壓表的量程選0～3V，根據(jù)電路圖按照電流法連接實(shí)物圖，如下圖：
 
（2）如圖丙所示，若實(shí)驗(yàn)前看到電流表指針沒有指在零刻度線上，則接下來的操作是：將電流表指針調(diào)至零刻度線．
（3）在圖丁中，電流表使用的是小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.5A；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖戊中找出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后連接起來，如下圖所示：
．
（5）根據(jù)圖戌的圖象可知：R₁=5Ω時(shí)，電流I₁=0.5A；
則由I=$\frac{U}{R}$可得，定值電阻兩端的電壓：U₁=I₁R₁=0.5A×5Ω=2.5V，
在探究“電流跟電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，定值電阻兩端的電壓應(yīng)保持不變，
由于串聯(lián)電路的總電壓等于各分電阻兩端的電壓之和，
則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U₁=3V-2.5V=0.5V；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入的阻值為4Ω時(shí)，電路中的電流為I′=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{0.5V}{4Ω}$=0.125A，
此時(shí)所接入定值電阻的阻值：R′=$\frac{{U}_{1}}{I′}$=$\frac{2.5V}{0.125A}$=20Ω．
答：（1）如上圖；（2）將電流表指針調(diào)至零刻度線；（3）0.5；（4）如上圖；（5）20．

點(diǎn)評(píng) 探究“保持電壓不變時(shí)，電流跟電阻的關(guān)系”，要注意用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，特別是注意探究電流和電阻的關(guān)系時(shí)，要保持電阻兩端的電壓不變．