题目内容

8．如图所示是研究“导体电流与电阻关系”的电路图，小明利用了阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω的定值电阻和变阻器进行了探究，变阻器规格是“10Ω 1A”，电源电压4.5V并保持不变．
（1）小明先将5Ω的电阻连入电路，当连好最后一根线时，发现电流表、电压表指针均偏转，且电压表指针偏转超出量程的一半．小明在实验过程中存在的问题有：
①连接线路时没有断开开关；②滑动变阻器的滑片没有置于最大阻值处．
（2）纠正错误后，他闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到A点（A点图中未标出）时电压表示数为3V，读出电流表的示数，并记录在表格中．接着断开开关，将10Ω的电阻接入电路，并将滑动变阻器的滑片移至最大阻值位置；闭合开关，移动变阻器滑片，当电压表示数为3V时，停止调节，读出电流表示数，此时滑动变阻器的滑片应在A点的右侧（选填“左”或“右”）．
（3）按照小明的实验设计，为能读出相应的电流值，所选的定值电阻最大值为20Ω．
（4）小明发现“探究电流跟电阻的关系”与“伏安法测定值电阻”两个实验有很多相似的地方，关于这两个实验的一些说法，正确的有（答案不唯一）C、D
A．两个实验都采用了控制变量法
B．两个实验运用的原理是相同的
C．前者多次测量的目的是分析多组数据，从而得出电流跟电阻的关系
D．后者多次测量的目的是取多组数据的平均值以减小误差．

分析 （1）连接电路时开关应该是断开的，滑动变阻器的滑片位于最大阻值处，否则会因为电路中电流过大出现损坏仪器的现象；
（2）要探究电流与电阻的关系，需要改变接入电路的定值电阻的阻值，同时保持两端电压一定；然后根据串联电路分压的特点确定滑片移动的方向；
（3）探究电流与电阻的关系，应控制电阻两端电压保持不变；如果定值电阻阻值太大，定值电阻分压太大，把滑动变阻器阻值全部接入电路后，定值电阻两端电压仍会大于电阻两端应保持的电压，无法进行实验；应用串联电路特点与欧姆定律可以求出定值电阻的最大阻值．
（4）根据“探究电流与电阻关系”实验和“伏安法测小灯泡电阻”实验的实验目的、原理、多次测量的目的进行分析解答．

解答 解：（1）连接电路时，开关应该是断开的，连接完最后一根导线后发现电压表指针偏转超出量程的一半，造成上述现象的原因可能是：①连接电路时开关没有断开；②开关闭合前滑片未置于最大阻值处．
（2）定值电阻R的阻值由5Ω更换为10Ω时，根据串联电路分压的特点可知，定值电阻两端电压变大，因此需增大滑动变阻器两端电压，即增大滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向右移动，直到电压表的示数为2V，故此时滑动变阻器的滑片应在A点的右侧；
（3）电阻两端电压为2V，滑动变阻器两端电压为3V-2V=1V，
当接入电路的阻值太大时，滑动变阻器分压仍小于1V，无法继续进行实验；
当滑动变阻器阻值全部接入电路时，
电路电流I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑最大}}$=$\frac{1V}{10Ω}$=0.1A，
此时接入电路的定值电阻阻值最大，
由I=$\frac{U}{R}$得，R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{2V}{0.1A}$=20Ω．
（4）A、“探究电流与电阻关系”的实验目的是研究流过电阻的电流与电阻之间的关系，因此实验时应控制电阻两端电压不变；“伏安法测小灯泡电阻”是为了测不同电压下灯泡电阻的阻值，所以不需要控制变量．此选项不正确；
B、“探究电流与电压关系”的实验是为得出欧姆定律做准备的；“伏安法测小灯泡电阻”的原理是R=$\frac{U}{I}$，所以两实验的原理不同．此选项不正确；
C、“探究电流与电阻关系”实验中，进行多次实验，是为了探究在不同电阻下，电流与电阻的关系，使实验得出的结论具有普遍性，得出普遍规律．此选项正确；
D、“伏安法测小灯泡电阻”实验中，多次测量的目的是取多组数据的平均值以减小误差，此选项正确．
故选CD．
故答案为：
（1）①连接线路时没有断开开关；    ②滑动变阻器的滑片没有置于最大阻值处；（2）电压表示数为3V；右；（3）20； （4）C、D．

点评 本题考查了滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用、串联电路的特点等知识掌握情况；要明确：探究电流与电阻的关系，应控制电阻两端的电压不变；应用串联电路特点与欧姆定律可以求出定值电阻阻值．

练习册系列答案
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C．蜡烛向右移动2 cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像
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（2）电路连接正确后，小明先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，此时电流表的示数如图乙所示，是0.4A，为使实验能顺利进行，小明选择的滑动变阻器是乙（选填“甲”或“乙”）．
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（1）在探究“通过电阻的电流跟两端电压的关系”时，选用了某一定值电阻，连接电路闭合开关后，移动变阻器的滑片P，当电流表的示数是0.28A时，电压表的示数如图乙所示，这时定值电阻两端的电压是2.8V，这一定值电阻的阻值是10Ω．
（2）在探究“电阻上的电流跟电阻的关系”时，把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，下一步的操作是：将变阻器的滑片P向右（填“左”或“右”）移动，目的是保持定值电阻两端电压不变．
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