题目内容

为了探究电流与电压和电阻的关系，同学设计了如图甲所示的电路图．实验器材如图乙所示，实验中使用的电阻R分别是5Ω、10Ω、15Ω．
（1）如图丙所示的连接中，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放在端，在这个探究试验中滑动变阻器有两个作用，其一是，其二是．
（2）若某同学在探究通过导体的电流与导体的电阻的关系试验中，得到如表一所示的实验数据．分析表中数据可知，电流跟电阻（填“成”或“不成”）反比例关系，这与欧姆定律（填“相符”或“不相符”），造成这样的探究结果的原因是．
（3）在此探究实验过程中，当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，你认为应该采取的操作是．
A．闭合开关，读出电流表的读数　B．闭合开关，将变阻器的滑片适当向左移
C．改变电压表、电流表的量程　　D．闭合开关，将变阻器的滑片适当向右移
（4）表二是某同学探究电流与电压关系时记录的几组实验数据，在图丁中画出对应的I-U曲线，通过对曲线的分析，可得到初步结论是．

表一
次数 R I
1 5 0.4
2 10 0.24
3 15 0.2
表二
试验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50

解：（1）为保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片都要放在阻值最大处，在丙图中，连接的是左边的接线柱，故滑片应放在最右端．
在本实验中，滑动变阻器还有一个作用，就是改变电路中的电流和电阻两端的电压；
（2）①电阻由5Ω、10Ω、15Ω，电阻变为原来的2倍、3倍，电流不是减小为原来的 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，故由数据不能得到电流跟电阻成反比，这与欧姆定律不相符，原因是没有控制定值电阻两端电压相同；
（3）在滑动变阻器的电阻值不变的情况下，电路中由于将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，使整个电路的总电阻增大．
利用公式I= $\text{[math]}$ 可知，电路中的总电流减小．
根据U=IR可知，此时滑动变阻器两端的电压的减小，
根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知，定值电阻两端的电压变大；
要使电压表的示数不变，只能减小电路中的电流，所以要使电路中的电阻增大，即滑片P向右端移动增大电阻．
故选D；
（4）先根据表格中的数据描出几个点，逐一连接，如下图所示：

由表格中数据以及图象可得：电阻一定，通过导体的电流与导体两端电压成正比．
故答案为：（1）右；保护电路；改变电路中的电流和电阻两端的电压；
（2）不成；不相符；没有控制定值电阻两端电压相同；
（3）D；
（4）如上图；电阻一定，通过导体的电流与导体两端电压成正比．
分析：（1）连接电路时尤其注意变阻器电阻开始时要阻值最大，实验时再慢慢减小，达到控制电流，改变电路中电压的作用；
（2）探究电流与电阻的关系，采用的研究方法是控制变量法，必须保持电阻两端电压一定；
（3）用控制变量法进行分析，探究电流与电阻关系时，控制电压不变，改变电阻的大小，观察电流的改变；
（4）对数据分析时，注意利用控制变量法，表明初步结论的条件．
点评：滑动变阻器既可以使导体两端电压发生变化，也可以使导体两端电压保持不变．不论是否改变电压，都靠移动滑片改变滑动变阻器接入电路电阻实现．