Question

16．如圖所示，是小明同學探究電流與電阻的關系的實驗器材．其中定值電阻R有5Ω、10Ω和20Ω三種規(guī)格．

（1）請你根據(jù)電路圖，用筆畫線正確連接實物電路．
（2）檢查器材時，小明發(fā)現(xiàn)電壓表已經損壞，利用上述實驗器材完成實驗探究，請你畫出相應的電路圖，并寫出收集前三次數(shù)據(jù)（R等于5Ω、10Ω和20Ω）的實驗步驟．
（3）實驗應獲得的結論是導體兩端電壓一定時，導體中的電流與導體電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）電流表、滑動變阻器與電阻串聯(lián)，電壓表與電阻并聯(lián)，滑動變阻器采用“一上一下”的接法；
（2）實驗中給出三個定值電阻，在已知電流的情況下，可根據(jù)U=IR得知電阻兩端的電壓值，即定值電阻和電流表可替代電壓表的作用；
（3）掌握電流與電壓和電阻的關系：在電阻不變時，流過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比；在電壓不變時，流過導體的電流跟導體的電阻成反比．

解答 解：
（1）由電路圖知：電壓表與電阻并聯(lián)，電源由2節(jié)干電池組成，所以電壓表應選擇0～3V的量程，對于定值電阻來說，其最小電阻是5Ω，其最大電流是：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，故該電路的電流表選擇小量程即可，如圖所示：

（2）探究電流和電阻的關系，需保持電阻兩端的電壓不變，改變電阻的阻值，實驗中可用其中一個電阻與電流表串聯(lián)代替電壓表，在更換電阻時，通過移動滑片使與定值電阻串聯(lián)的電流表的示數(shù)不變，則說明探究電阻兩端的電壓不變，然后讀出通過探究電阻的電流，填入表格即可．
電路如圖：

步驟：
①將R₁=5Ω與R₂=10Ω并聯(lián)，移動滑片至某一位置，記下電流表A₁、A₂的示數(shù)I₁、I₂，記錄電流值；
②用R₃=20Ω換下R₂=20Ω的電阻，移動滑片，使電流表A₂的示數(shù)不變，記下此時電流表A₁的示數(shù)I₃，記錄電流值；
③分析記錄中數(shù)據(jù)，得出結論．
（3）根據(jù)實驗可知，電流和電阻的關系：導體兩端電壓一定時，導體中的電流與導體電阻成反比．
故答案為：
（1）見上圖；
（2）電路圖，見上圖；
步驟：①將R₁=5Ω和R₂=10Ω電阻接入電路中，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器至適當位置，同時記下電流表A₁和A₂的示數(shù)為I₁和I₂；
②斷開開關，將10Ω電阻換為20Ω電阻，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器，當電流表A₁的示數(shù)仍為I₁時，再記錄電流表A₂的示數(shù)；
③分析記錄中數(shù)據(jù)，得出結論．
（3）導體兩端電壓一定時，導體中的電流與導體電阻成反比．

點評 此題是做“探究通過導體的電流與導體電阻的關系”的實驗，考查了電壓表、電流表、滑動變阻器的連接；在探究電流和電阻的關系時，需改變電阻，且保持電阻兩端的電壓不變，此題可以設想組成一個并聯(lián)電路，其中一個定值電阻與電流表串聯(lián)起到電壓表的作用，同時也測出了電壓相同情況下該電阻的電流，然后換接第三個電阻，通過電流表的示數(shù)便可知導體兩端的電壓是否改變．