Question

【题目】小明同学用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”，电源电压18V保持不变，滑动变阻器的规格是“70Ω1.5A”，阻值为10Ω、20Ω，30Ω、50Ω的电阻各一个，满足测量需求的电流表，电压表各一个。

(1)根据图甲所示的电路图，将图乙所示的实物图连接完整，要求闭合S后，滑片P向左移动时电压表示数变大。

（__________）

(2)小明先探究“电阻R一定，电流与电压的关系”，他将10Ω的电阻作为R接入电路，闭合开关S，通过调节滑动变阻器滑片P，测出电阻两端施加不同电压时对应电流值，并记录（如表所示）。第3次实验时电流表的读数如图丙所示，则此时流经电阻的电流为_____A．分析数据，可得出结论：_____。

实验次序	1	2	3	4
U/V	3.0	4.0	5.0	6.0
I/A	0.30	0.41		0.62

(3)接着小明根据表1数据绘制出I—U图像，如图丁中a所示，实验完成后，将电阻换成小灯泡。重复上述实验过程，绘制出I—U图像，如图丁中b所示，试分析图像中A、B、C三电阻RA、RB、RC从小到大排列依次为（用不等式表示）：_____。

(4)小明在探究“电压U一定，电流与电阻的关系”：

a、他将10Ω的电阻接入电路，闭合开关S，调节滑片P到适当位置，读出电流表示数记入表中断开开关S，小明用20Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关S，移动滑片P使滑动变阻器接入电路阻值_____（选填“增大”或“减小”）他这样操作的目的是_____。

实验次序	1	2	3	4
R/Ω	10	20	30	50
I/A	0.60	0.30	0.20	0.12

b、上表是小明提交的实验数据，老师指出有一组数据不符合实际，你认为这是实验次序_____的数据，选出的理由是_____。

Answer 1

【答案】 0.5 电阻一定时，电流与电压成正比 RA<RC<RB 减小 控制电压不变 4 当滑动变阻器接入最大值70Ω时，保持定值电阻电压不变，可替换的最大电阻为35Ω

【解析】

本探究“电流与电压和电阻的关系”，考查电路连接、电流表读数、数据分析、影响电阻大小的因素、操作过程、控制变量法和对实验的要求，认真分析题意，根据欧姆定律等知识分析求解，难度较大。

(1)[1]滑片P向左移动时电压表示数变大，则滑动变阻器分压减少，滑动变阻器的电阻变小，故应将变阻器A接线柱接入电路，如下图所示：

(2)[2]第3次实验时电流表的读数如图丙所示，电流表选用大量程，分度值为0.1A，则此时流经电阻的电流为0.5A。

[3]分析这些数据可知电压与电流的比值为定值，故可以得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。

(3)[4]分析 A、B两点，由图可知A、B两点电流相同，而B点电压大于A点电压，则RA＜RB；分析 B、C两点，由图可知B、C两点电压相同，而C点电流大于B点电流，则RC＜RB，由图线b可知，灯泡两端的电压变大时，电流变大，灯丝温度升高，灯泡的电阻增大，所以RA＜RC，所以有RA＜RC＜RB。

(4)[5][6]根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，使电压表的示数控制不变。

[7][8]由题可知电流与电阻的关系实验时，控制电阻两端的电压为

当滑动变阻器接入最大值70Ω时，电源电压不变，保持定值电阻两端电压为6V不变，可替换的最大电阻为，则由串联分压规律可知，

即

则可替换的最大电阻为

所以第4次实验数据不符合实际。