Question

12．小明在探究电流与电阻关系的实验中，采用了如图所示的电路图，实验中他选用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω，电源由两节新的干电池组成，滑动变阻器的阻值范围是0～15Ω．
（1）连接电路时，开关应处于断开状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在阻值最大的位置．
（2）李明在实验过程中始终保持滑动变阻器的滑片位置不变，先后在m、n间换上5Ω、10Ω和15Ω的电阻，并记录电流表的示数．他这样操作是否错误，原因是错误，因为这样不能保证5Ω、10Ω和15Ω电阻两端的电压始终相等．
（3）正确操作应是每次更换电阻、闭合开关后，首先应调节滑动变阻器，使电压表的示数保持不变，然后再记录电流表的示数．
（4）通过分析实验数据，你能得到的结论是在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．

Answer 1

分析 （1）在电路没有连接好之前，开关一直是断开的，这是为了防止电路中有短路的地方而导致用电器损坏；
闭合开关前将滑动变阻器的滑片达到最大阻值处，是为了让电路中有较大的电阻，防止电路中电流过大而烧坏用电器．
（2）研究电流与电阻的关系时，要控制导体两端的电压相同，从这个角度来分析造成结论不正确的原因；
（3）更换电阻后，应调节滑片，使电阻两端的电压保持不变；
（4）电流与电阻的关系：电压不变时，导体中的电流与其电阻成反比．

解答 解：（1）在连接电路时开关应处于断开状态，这是为了防止电路中有短路的地方而导致损坏用电器；
通常在使用前应将电阻值调至最大阻值处；
（2）根据串分压的知识，在滑动变阻器的电阻值Rp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，定值电阻两端的电压将增大，如果不调节变阻器使电压表的示数不变，就记下电流表的示数是错误的．
（3）该同学完成一次试验后，为确保测量结果的准确性，每次更换电阻、闭合开关后，首先应调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数保持不变，然后再记录电流表的示数．
（4）根据实验可得：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
故答案为：（1）断开；阻值最大的位置；
（2）错误，因为这样不能保证5Ω、10Ω和15Ω电阻两端的电压始终相等；
（3）调节滑动变阻器，使电压表的示数保持不变；
（4）在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．

点评 此题是电学实验的重点题目，考查了实验过程中应注意的问题，利用滑动变阻器控制定值电阻两端电压的方法、电流与电阻的关系，以及控制变量法的实际应用，考查全面，利用控制变量法来研究电流与导体电阻的关系时，定值电阻的改变，可以使其两端的电压改变，要注意到这个细节．