Question

17．小明同學(xué)在做“探究電流與電壓的關(guān)系”實驗時，準(zhǔn)備了以下器材：新1號干電池兩節(jié)，電流表（0～0.6A，0～3A）、電壓表（0～3V，0～15V）、滑動變阻器（20Ω、2A）、定值電阻、開關(guān)各一只、導(dǎo)線若干．根據(jù)圖1所示的電路圖進行實驗．
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，按照圖1所示電路，將圖2的實物圖連接完整．
（2）連接電路．閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片P用處于B（選填“A”或“B”）端．
（3）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)，原因可能是定值電阻斷路．實驗過程中，要使電壓表示數(shù)逐漸變大，滑動變阻器滑片P應(yīng)向左（選填“左”或“右”）移動．
（4）試驗中通過調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，測出通過定值電阻R的不同電流和對應(yīng)的電壓值如表所示．老師看后說其中一次是錯誤的，幫小明分析出錯的是第1次，原因是最小電壓不小于0.6V．除去錯誤數(shù)據(jù)，所測該定值電阻的阻值約是5.2Ω．（結(jié)果精確到0.1）

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓/V	0.5	1.2	1.6	2.2	2.6
電流/A	0.10	0.24	0.31	0.42	0.48

（5）小明通過表格中的數(shù)據(jù)得知，通過定值電阻的電流跟它兩端的電壓成正比．
（6）“探究電流與電壓的關(guān)系”進行多次測量的目的是發(fā)現(xiàn)其中的普遍規(guī)律．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電壓確定電壓表量程，由題中表格中電流的示數(shù)確定電流表的量程，根據(jù)電路圖連接實物電路圖；
（2）為保護電路，閉合開關(guān)前，滑片要移到阻值最大處；
（3）常見的電路故障有斷路與短路，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理分析；
（4）根據(jù)歐姆定律求出電阻的大約值，因連接電路時，變阻器連入電路中的電阻最大，根據(jù)分壓原理求出此時電壓表的示數(shù)，從而找出問題所在；為提高測量的準(zhǔn)確度，將平均值做為測量結(jié)果；
（5）分析表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論．
（6）多次測量的目的一是為了取平均值減小誤差，二是為了得出具有普遍性的結(jié)論，根據(jù)實驗?zāi)康拇_定答案．

解答 解：（1）已知電流表選擇0～0.6A，因此將電流表0.6A接線柱與，把滑動變阻器金屬桿右端接線柱與電流表“0.6”接線柱連接起來，將電壓表小量程并聯(lián)在電阻的兩端，實物連接下圖所示：

（2）在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于阻值最大處，即P置于B端，這樣可以起到保護電路的作用；
（3）閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑片P，電流表無示數(shù)，說明電路可能存在斷路；電壓表的指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，說明電壓表與電源兩極相連，與電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，則與電壓表并聯(lián)的定值電阻斷路了；
已知定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點可知，實驗過程中，要使電壓表示數(shù)逐漸變大，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)減小滑動變阻器兩端電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，則滑動變阻器滑片P應(yīng)向左移動；
（4）已知滑動變阻器（20Ω、2A）、干電池（1.5V）兩節(jié)，即電源電壓為3V，
根據(jù)歐姆定律R=$\frac{U}{I}$，由表中數(shù)據(jù)分別計算出5次測量的電阻值約為5Ω、5Ω、5.2Ω、5.2Ω、5.4Ω，由圖可知，滑動變阻器與定值電阻串聯(lián)，在第一次實驗時，滑動變阻器調(diào)到阻值最大處，即20Ω，根據(jù)分壓原理，此時定值電阻的電壓最��；
因為定值電阻不小于5Ω，定值電阻與變阻器的最電阻之比不小于1：4，根據(jù)分壓原理可知，定值電阻兩端電壓不小于$\frac{1}{1+4}$×3V=0.6V，因第1次電壓為0.5V，所以出錯的是第1次；
將第2-5數(shù)據(jù)取平均值作為測量結(jié)果，則R=$\frac{5Ω+5.2Ω+5.2Ω+5.4Ω}{4}$=5.2Ω；
（5）橫向比較表中從2-5的數(shù)據(jù)，考慮到誤差因素有：電壓變?yōu)樵瓉淼膸妆叮�通過的電流變?yōu)樵瓉淼膸妆�，即在電阻一定時，定值電阻的電流跟它兩端的電壓成正比；
（6）探究電流與電壓的關(guān)系進行多次測量的目的是：為了避免結(jié)論的偶然性，發(fā)現(xiàn)其中的普遍規(guī)律．
故答案為：（1）如上圖；
（2）B；
（3）定值電阻斷路；   左；
（4）1；最小電壓不小于0.6V；  5.2；
（5）正；
（6）發(fā)現(xiàn)其中的普遍規(guī)律；

點評 本題探究電流與電壓的關(guān)系，考查了連接實物電路圖、實驗注意事項、電路故障分析、實驗數(shù)據(jù)分析處理、控制變量法及歸納法的運用，是實驗的�？紗栴}，一定要掌握．