Question

6．探究“电流与电压和电阻的关系”的实验，有两小组同学提出了以下猜想：
小组1猜想：电流可能跟电压成正比；
小组2猜想：电流可能跟电阻成反比

（1）请用笔画线代替导线，将图乙中未连接的实物按电路图连接好．
（2）在连接电路时，开关处于断开状态．闭合开关实验前，应将滑动变阻器滑片调节到阻值最大处的位置．
（3）实验开始，小组1的做法是：电阻R保持不变，闭合开关S后，调节滑动变阻器R′，得到多组数据．分析表中数据：

U（V）	0.5	1.0	1.6	1.9	2.5	3.0
I（A）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

①R=5Ω；
②在图丁中画出电阻R的I-U关系图象；
③实验结论是：电阻一定时，电流与电压成正比．
（4）小组2的做法是：
①将5Ω电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，记录电流表示数；
②将5Ω电阻换成10Ω电阻，闭合开关后发现电压表示数大于1.5V，应将滑动变阻器的滑片向右（填“左”或“右”）移动，当观察到电压表示数为1.5V时，记录电流表示数；
③将10Ω电阻换成15Ω电阻，闭合开关后发现：当滑动变阻器的滑片移动到最右端时，电流表和电压表的示数如图丙所示．出现上述情况的原因可能是B．
A．滑动变阻器最大阻值太大
B．滑动变阻器最大阻值太小
C．滑动变阻器断路
D．定阻电阻短路．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，要注意滑片移动时接入电路中电阻变化的一致性；
（2）为防止电路中的电流过大烧坏电路元件，连接电路时开关应断开，闭合开关前滑动变阻器的滑片P处于最大阻值处；
（3）①探究电流与电压的关系时，应保持定值电阻的阻值不变，从表格任取一组数据，根据欧姆定律求出电阻的阻值；
②利用描点法做出电阻R的I-U关系图象；
③分析图象得出实验结论；
（4）②探究“电流跟电压、电阻的关系”实验中，要采用控制变量法；即研究电流跟电压关系时，控制电阻不变，研究电流跟电阻关系时要保持电压不变．
③定值电阻变大时，两端电压相应变大，为保持电压一定，必须调节滑动变阻器滑片，使其接入电路电阻相应变化．

解答 解：（1）滑动变阻器的左下方接线柱与定值电阻的右接线柱相连，如下图所示：

（2）为保护电路，连接电路时开关应断开，应将滑动变阻器滑片调节到阻值最大处的位置；
（3）①由表格数据可知，U=0.5V时，I=0.1A，则R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω；
②电阻R的I-U关系图象如下图所示：

③由图象可知，电阻R的I-U关系图象是正比例函数，故可得结论：电阻一定时，电流与电压成正比；
（4）②将5Ω电阻换成10Ω电阻，闭合开关后发现电压表示数大于1.5V，为保持电压表的示数1.5V不变，应减小电路中的电流，即滑动变阻器的滑片向右移动增大接入电路的电阻；
③由图丙可知，将10Ω电阻换成15Ω电阻、滑片移动到最右端时电压表的示数大于1.5V，说明定值电阻分得的电压仍然太大，即滑动变阻器的最大阻值太小．
故答案为：
（1）电路图的连接如上图所示；
（2）断开；阻值最大处；
（3）①5；②图象如上图所示；③电阻一定时，电流与电压成正比；
（4）②右；1.5；③B．

点评 本题考查了探究电流与电压和电阻关系的实验，涉及到滑动变阻器的连接、实验的注意事项、欧姆定律的应用、描点法作图等，利用好控制变量法是解决本题的关键．