Question

【題目】小明探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”時(shí)，使用的器材如圖甲所示。電源電壓不變，R為定值電阻：

(1)由于導(dǎo)體中的電流可能與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻都有關(guān)系，所以，在本次實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該保持_____不變；變阻器的作用除了保護(hù)電路外，還起到_____的作用；

(2)開(kāi)關(guān)閉合前，變阻器滑片P應(yīng)該處于圖中_____（選填“C”或“D”）端；

(3)某次實(shí)驗(yàn)電壓表示數(shù)如圖乙所示，電壓為_____V；

(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，他得到如圖丙所示的I—U圖像，根據(jù)此圖像，他初步得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論：導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與該導(dǎo)體兩端的電壓成_____；

(5)某同學(xué)連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)S，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣滑動(dòng)滑片P，電流表均無(wú)示數(shù)，電壓表示數(shù)約為3V，則電路中出現(xiàn)的故障可能是_____；

(6)若小蘭在“探究電流與電壓”關(guān)系時(shí)連接的電路如圖所示，則用電壓表、電流表測(cè)得多組數(shù)據(jù)繪出的電流隨電壓的變化圖像是圖中的_____；

(7)小華利用小明的實(shí)驗(yàn)電路探究“導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系”，她自己額外增加了四個(gè)定值電阻（10Ω、15Ω、20Ω、30Ω），兩個(gè)滑動(dòng)變阻器（規(guī)格分別是“5Ω　2A”“20Ω　1A”），已知電源電壓調(diào)為4.5V不變：

①實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在ab間接入10Ω電阻，移動(dòng)變阻器滑片P，使電壓表示數(shù)為3V，并記錄相應(yīng)的電流值；再改接15Ω的電阻，此時(shí)滑片P應(yīng)向_____（選填“C”或“D”）端移動(dòng)，這樣移動(dòng)滑片的目的是_____；

②本實(shí)驗(yàn)需在ab間先后接入上述四個(gè)定值電阻，為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取規(guī)格為_____的滑動(dòng)變阻器；

③通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)，得到如圖己所示導(dǎo)體的電流I隨電阻R變化的圖像，由圖像可得出結(jié)論：_____。

Answer 1

【答案】導(dǎo)體電阻 改變導(dǎo)體兩端的電壓和電流的作用 斷開(kāi) D 2.6 正比 電阻R斷路 D 使定值電阻兩端的電壓保持3 V不變 “20Ω　1 A” 電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比

【解析】

(1)[1]由于導(dǎo)體中的電流可能與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻都有關(guān)系，所以，研究通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該保持導(dǎo)體的電阻不變。

[2]為得出普遍性的規(guī)律，要多次量，故變阻器的作用除了保護(hù)電路外，還起到改變導(dǎo)體兩端的電壓和電流的作用。

(2)[3]開(kāi)關(guān)閉合前，變阻器滑片P應(yīng)該處于阻值最大處，即圖中D端。

(3)[4]電壓表選用小量程，分度值為0.1V，電壓表示數(shù)為2.6V。

(4)[5]由圖像可知I—U圖像的延長(zhǎng)線(xiàn)會(huì)過(guò)原點(diǎn)，所以導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。

(5)[6]連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)S，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣滑動(dòng)滑片P，電流表均無(wú)示數(shù)，電路可能為斷路故障，電壓表示數(shù)約為3V，等于電源電壓，則電壓表直接與電源相連，故電路中出現(xiàn)的故障可能是R斷路。

(6)[7]電壓表測(cè)變阻器的電壓，電流表測(cè)電路的電流，由串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律可知，電流表示數(shù)為

上式中，電源電壓U總和R均為定值，故上式為I隨U表變化的一次減函數(shù)，且U表越大，I越小，則用電壓表、電流表測(cè)得多組數(shù)據(jù)繪出的電流隨電壓的變化圖像如C圖所示。

(7)①[8][9]將定值電阻由10Ω改接成15Ω的電阻，電阻增大，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知定值電阻兩端的電壓增大，探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，即應(yīng)保持定值電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器得阻值，使定值電阻兩端的電壓保持3V不變分得的電壓，所以滑片應(yīng)向D端移動(dòng)，這樣移動(dòng)滑片的目的是使定值電阻兩端的電壓保持3V不變。

②[10]電源電壓為4.5V不變，定值電阻兩端的電壓始終保持3V不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器兩端的電壓始終為1.5V，根據(jù)分壓原理，當(dāng)接入30Ω電阻時(shí)，此時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足

代入數(shù)據(jù)得

解得，故為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值至少15Ω的滑動(dòng)變阻器。即該選取規(guī)格為“20Ω　1 A”的滑動(dòng)變阻器。

③[11]由圖知，電流與電阻之積為定值，所以電阻越大，電流越小，故電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。