Question

12．為了探究電流與電壓和電阻的關(guān)系，同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路圖，實驗器材如圖乙所示，實驗中使用的電阻R分別是5Ω、10Ω、15Ω．
（1）請你根據(jù)電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙的實物圖連接起來．
（2）若某同學(xué)在探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻的關(guān)系實驗中，得到如表一所示的實驗數(shù)據(jù)．分析表中數(shù)據(jù)可知，電流跟電阻不成（選填“成”或“不成”）反比例關(guān)系，這與歐姆定律不相符（選填“相符”或“不相符”），造成這樣的探究結(jié)果的原因是沒有控制電阻兩端電壓不變．
表一

次數(shù)	R（Ω）	I（A）
1	5	0.4
2	10	0.24
3	15	0.2

表二

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50

（3）在此探究實驗過程中，當(dāng)A、B兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后，為了探究上述問題，你認(rèn)為應(yīng)該采取的操作是D
A、閉合開關(guān)，讀出電流表的讀數(shù)    B、閉合開關(guān)，將變阻器的滑片適當(dāng)向左移
C、改變電壓表、電流表的量程      D、閉合開關(guān)，將變阻器的滑片適當(dāng)向右移
（4）表二是某同學(xué)探究電流與電壓關(guān)系時記錄的幾組實驗數(shù)據(jù)．通過對數(shù)據(jù)分析，可得到初步結(jié)論是：電阻一定時，電流與電壓成正比．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源的電壓確定電壓表的量程且與定值電阻并聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流確定電流表的量程且與定值電阻串聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，然后與電源、開關(guān)串聯(lián)組成電路；
（2）在研究電流跟電阻的關(guān)系時一定保持電壓不變，否則不會得到電流跟電阻成反比的關(guān)系；
（3）根據(jù)電阻的串聯(lián)分析電路中總電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和滑動變阻器兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知定值電阻兩端的電壓變化，進(jìn)一步判斷電壓表示數(shù)不變時滑片移動的方向；
（4）分析表中電流變化倍數(shù)和電壓變化倍數(shù)之間的關(guān)系，根據(jù)控制變量法得出實驗結(jié)論．

解答 解：（1）一節(jié)干電池的電壓為1.5V，則兩節(jié)干電池串聯(lián)時電源的電壓為3V，則電壓表的量程為0～3V，且與定值電阻并聯(lián)；
當(dāng)R的阻值為5Ω，且變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的最大電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，則電流表的量程為0～0.6A，且與定值電阻串聯(lián)；
滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，然后與開關(guān)、電源串聯(lián)組成電路，如下圖所示：

（2）由表一中實驗數(shù)據(jù)可知，電阻與電流的乘積不是定值，電流與電阻不成反比，
由歐姆定律可知，在電壓一定時，電流與電阻成反比，實驗不符合歐姆定律，這是因為沒有控制電阻兩端電壓不變造成的；
（3）在滑動變阻器的電阻值不變的情況下，電路中由于將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻，使整個電路的總電阻增大．
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流減小，
由U=IR可知，此時滑動變阻器兩端的電壓的減小，
根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和可知，定值電阻兩端的電壓變大，
要使電壓表的示數(shù)不變，只能減小電路中的電流，所以要使電路中的電阻增大，即滑片P向右端移動增大電阻，故選D；
（4）由表二數(shù)據(jù)可知，通過電阻電流的變化倍數(shù)和兩端電壓的變化倍數(shù)相等，故可得結(jié)論：電阻一定時，電流與電壓成正比．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）不成；不相符；沒有控制電阻兩端電壓不變；
（3）D；
（4）電阻一定時，電流與電壓成正比．

點評 本題考查了探究電流與電壓、電阻之間關(guān)系的實驗，利用好控制變量法進(jìn)行實驗和得出結(jié)論是關(guān)鍵．