Question

4．在“探究電流電壓、電阻的關(guān)系”時，同學(xué)們設(shè)計了如圖1示電路圖，其中R為定值電阻，R′為滑動變阻器，實驗后，數(shù)據(jù)記錄在表一和表二中．
表一

R=5Ω	電壓/V	1.0	2.0	3.0
	電流/A	0.2	0.4	0.6

表二

U=3V	電阻/Ω	5	10	15
	電流/A	0.6	0.3	0.2

（1）分析實驗數(shù)據(jù)，得出如下結(jié)論：
由表一可得：電阻一定時，電流與電壓成正比．由表二可得：電壓一定時，電流與電阻成反比．
（2）在研究電流與電阻關(guān)系時，連接電路如圖2甲所示，其中有一處連線錯誤，請你在連接錯誤的導(dǎo)線上畫“×”并改正．
（3）將電路連接正確后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，使定值電阻R兩端電壓為2V，電流表示數(shù)如圖2乙所示，為0.4A，則R的阻值為5Ω．
（4）換上10Ω的電阻后，閉合開關(guān)．電壓表示數(shù)將變大（選填“變大”或“變小”），此時應(yīng)將滑片P向A（選填“A”或“B”）端移動，使電阻兩端電壓為2V．
（5）小芳同學(xué)正確連接電路后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，其原因可能是定值電阻R斷路．

Answer 1

分析 （1）電阻一定時，電流與電壓成正比．電壓一定時，電流與電阻成反比．
（2）為防止連接最后一根導(dǎo)線時，電路中電流過大燒壞用電器，連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開．
（3）在探究電流與電阻的關(guān)系時，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，改變電阻的大小，所以電壓表應(yīng)與電阻R并聯(lián)．首先從圖中正確地讀出電流值．認清選擇的量程，確定分度值，正確地讀數(shù)．然后根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$進行計算；
（4）探究“電流與電阻的關(guān)系”時應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓不變，改變電阻的阻值，根據(jù)電阻阻值的變化可知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，然后判斷滑片移動的方向；
（5）電壓表有示數(shù)且接近電源電壓說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，電流表無示數(shù)說明電路斷路，即電壓表并聯(lián)部分斷路．

解答 解：（1）由表一可得：電阻一定時，電流與電壓成正比．由表二可得：電壓一定時，電流與電阻成反比．
（2）在實驗中，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，電壓表應(yīng)與電阻并聯(lián)．由圖知，電壓表與滑動變阻器和電阻并聯(lián)了，應(yīng)只與電阻并聯(lián)，如圖所示：

（3）由圖知，電流表采用的0～0.6A的量程，所以電流表的示數(shù)為0.4A．
所以R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω；
（4）探究“電流與電阻的關(guān)系”時應(yīng)控制電壓表的示數(shù)2V不變，換上10Ω的電阻后，電路中的總電阻變大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變小，滑動變阻器兩端的電壓變小，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電阻兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大，要使電壓表的示數(shù)不變，滑片應(yīng)向A端移動，增大接入電路中的電阻，減小電路中的電流，直到電壓表的示數(shù)為2V為止；
（5）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，說明電壓表并聯(lián)部分斷路，原因是定值電阻R斷路．
故答案為：
（1）電阻一定時，電流與電壓成正比；電壓一定時，電流與電阻成反比；（2）見上圖；（3）0.4；5；（4）變大；A；2；（5）定值電阻R斷路．

點評 本題考查了探究“電流與電阻的關(guān)系”的實驗，涉及到實驗的注意事項和電流表的讀數(shù)、歐姆定律的應(yīng)用、電路的動態(tài)分析、電路故障的判斷等，知道本實驗中需要控制定值電阻兩端的電壓不變是關(guān)鍵．