Question

17．在探究電流跟電壓、電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω．

（1）探究電流與電壓的關(guān)系：
①小明連接的電路如圖甲所示，其中有一處連線錯(cuò)誤，請(qǐng)你在連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫(huà)“×”并改正．
②電路改正后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表一中，則根據(jù)表一的數(shù)據(jù)判斷，小明實(shí)驗(yàn)中使用的定值電阻阻值是5Ω；得出的結(jié)論是：電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電壓成正比．
 表一

電壓U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3
電流I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（2）探究電流與電阻的關(guān)系：
①小紅連接電路時(shí)，把最后一根導(dǎo)線連接完畢，看到電壓表和電流表立即有較大示數(shù)，小紅在實(shí)驗(yàn)操作中有兩處錯(cuò)誤，一是連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)；二是沒(méi)有把滑動(dòng)變阻器的滑片置于阻值最大的位置．
②小紅改正錯(cuò)誤后，先用5Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使電壓表的示數(shù)為2.0V，電流表的示數(shù)如圖乙所示，為0.4A；再換用10Ω的定值電阻時(shí)，沒(méi)有改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，合上開(kāi)關(guān)后，電壓表的示數(shù)將大于2.0V（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）在同學(xué)們交流討論時(shí)，他們根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫(huà)出I-R圖象如圖丙所示，下列結(jié)論與圖象相符的是C（填字母）．
A．電阻一定時(shí)，電流隨著電壓的增大而增大
B．電阻一定時(shí)，電壓隨著電流的增大而增大
C．電壓一定時(shí)，電流隨著電阻的增大而減小
D．電壓一定時(shí)，電阻隨著電流的增大而減�。�

Answer 1

分析 （1）①掌握實(shí)物電路的連接，特別注意電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的接法，電壓表應(yīng)與定值電阻并聯(lián)；
②根據(jù)表格中任意一組數(shù)據(jù)由R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻的值；認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)即可得出結(jié)論．
（2）①接完最后一根導(dǎo)線，電表有示數(shù)說(shuō)明開(kāi)關(guān)閉合；電表示數(shù)較大，說(shuō)明電路電阻較小，滑動(dòng)變阻器滑片沒(méi)有置于阻值最大位置；
②根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)；
研究電流與電阻的關(guān)系，在電路中要利用滑動(dòng)變阻器來(lái)控制定值電阻兩端的電壓不變；
（3）本題是電流--電阻圖象，這是一個(gè)反比例函數(shù)圖象，由圖象可以得到“在電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比”的規(guī)律．

解答 解：（1）①由圖知，電壓表與滑動(dòng)變阻器和電阻并聯(lián)了，應(yīng)該并聯(lián)在電阻兩端，如圖所示：

②因?yàn)镮=$\frac{U}{R}$，所以實(shí)驗(yàn)所用定值電阻阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.0V}{0.2A}$=5Ω．
分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：當(dāng)電阻一定時(shí)，電壓增大一定的倍數(shù)，電流也隨之增大相同的倍數(shù)，由此可知：在電阻一定時(shí)，電流和電壓成正比．
（2）①接完最后一根導(dǎo)線，電表有示數(shù)說(shuō)明開(kāi)關(guān)閉合；電表示數(shù)較大，說(shuō)明電路電阻較小，滑動(dòng)變阻器滑片沒(méi)有置于阻值最大位置．因此實(shí)驗(yàn)操作中的兩處錯(cuò)誤是：連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)；沒(méi)有把滑動(dòng)變阻器的滑片置于阻值最大的位置；
②根據(jù)圖乙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.4；
如果先用5Ω定值電阻，然后再換用10Ω的定值電阻時(shí)，不改變滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置，那么電路中的電流會(huì)減小，滑動(dòng)變阻器的分壓會(huì)減小，則電壓表的示數(shù)會(huì)增大，即示數(shù)會(huì)大于2.0V；
（3）圖象的橫坐標(biāo)表示電阻，縱坐標(biāo)表示電流，是個(gè)反比例函數(shù)圖象，因此說(shuō)明：電壓一定時(shí)，電流隨電阻的增大而減小，即電流與電阻成反比，故應(yīng)選C．
故答案為：（1）①見(jiàn)解答圖；②5；電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電壓成正比；（2）①連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)；沒(méi)有把滑動(dòng)變阻器的滑片置于阻值最大的位置；②0.4；大于；（3）C．

點(diǎn)評(píng) 本題側(cè)重了控制變量法思想的應(yīng)用，這個(gè)實(shí)驗(yàn)注意兩點(diǎn)：
（1）研究“電流與電壓關(guān)系”時(shí)，就需要導(dǎo)體兩端的電壓不斷地增加，因此此時(shí)滑動(dòng)變阻器的作用是用來(lái)調(diào)節(jié)定值電阻兩端電壓不斷變化的；
（2）研究“電流與電阻關(guān)系”時(shí)，更換定值電阻，導(dǎo)體兩端的電壓就要發(fā)生變化，為了保證其電壓一定，就需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器．