Question

17．創(chuàng)新小組的同學(xué)們利用如圖所示電路探究“通過導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系”．并選取了5Ω、10Ω、15Ω三個(gè)定值電阻．
（1）如圖所連的實(shí)物圖有一條導(dǎo)線連錯(cuò)，請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”，同時(shí)補(bǔ)畫出正確的連線．
（2）實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們打算收集多組電流和電阻值，其的目的是尋找電流與電阻的定量關(guān)系，使這種規(guī)律更具普遍性．
（3）第一次實(shí)驗(yàn)中，大輝同學(xué)選取5Ω的電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V，并記錄電流表示數(shù)．接下來他打算直接拆下5Ω的電阻，換成10Ω的電阻進(jìn)行第二次實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你指出他這樣操作的錯(cuò)誤之處，并分析說明由此帶來的危害．
（4）大輝正確更換了10Ω、15Ω后，又收集了兩組數(shù)據(jù)，得出了電流與電阻的關(guān)系是電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比，請(qǐng)你利用現(xiàn)在器材，提出一種使結(jié)論更具普遍性的方法．

Answer 1

分析 （1）分析原電路，根據(jù)錯(cuò)誤之處改正；
（2）根據(jù)歸納法得出具有普遍性的結(jié)論要滿足兩個(gè)條件：一是所選樣本要有代表性，二是樣本數(shù)量足夠多，多次測(cè)量可得出具有普遍性的結(jié)論；
（3）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開且滑片置于阻值最大處；根據(jù)分壓原理，分析換下5Ω定值電阻時(shí)電壓表的示數(shù)，與電壓表小量程比較，據(jù)此作答；
（4）根據(jù)電壓一定時(shí)，電流與電阻的關(guān)系回答；根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要控制不同定值電阻的電壓不變，所以可改變定值電阻的電壓再做實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）原電路中，電壓表串聯(lián)在電路中，變阻器與電阻并聯(lián)了，這是錯(cuò)誤的；電壓表應(yīng)并聯(lián)在電阻的兩端，所以作如下改動(dòng)：將連接電流表負(fù)接線柱與電阻的左接線柱的導(dǎo)線去掉，將電阻的左接線柱與電壓表負(fù)接線柱連接起來，如下圖所示：

（2）收集多組電流和電阻值，可避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，得出具有普遍性的結(jié)論；
（3）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開，再拆下5Ω的電阻，換成10Ω的電阻，并把滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到阻值最大處，閉合開關(guān)，再進(jìn)行第二次實(shí)驗(yàn)；
所以他的錯(cuò)誤一是更換電阻時(shí)，開關(guān)沒有斷開；二是沒有將變阻器最大阻值連入電路中；
當(dāng)他拆下5Ω的電阻，電壓表串聯(lián)在電路中，因電壓表內(nèi)阻很大，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)接近電源電壓4.5V，將損壞電壓表；
（4）電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比；為多次實(shí)驗(yàn)，尋找更普遍性的結(jié)論，即在增加實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上，可測(cè)量更多組數(shù)據(jù)，所以，可在原電路的基礎(chǔ)上改變定值電阻兩端的電壓（合適的值），重復(fù)原操作，這樣在不增加器材的條件下可得到更多組數(shù)據(jù)，使結(jié)論更具普遍性；
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）尋找電流與電阻的定量關(guān)系，使這種規(guī)律更具普遍性；
（3）錯(cuò)誤：他的錯(cuò)誤一是更換電阻前，開關(guān)沒有斷開，二是沒有將變阻器最大阻值連入電路中；
問題：拆除電阻時(shí)，電壓表串聯(lián)在電路中，示數(shù)超過量程（或示數(shù)接近電源電壓），可能損壞電壓表；
（4）電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比；在原電路的基礎(chǔ)上改變定值電阻兩端的電壓（合適的值），重復(fù)原操作．

點(diǎn)評(píng) 本題探究“通過導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系”．考查實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，電路的連接、歸納法及控制變量法的應(yīng)用、操作過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)論、及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力等知識(shí)，綜合性較強(qiáng)，其中（4）有一定新意．