Question

2．下面是某组同学研究电流与电压、电阻关系的实验：
（1）根据电路图连接实物图．

（2）连接电路时候开关要断开，滑动变阻器滑片要移到阻值最大处．
（3）以下是该小组的实验数据的记录，请将数据不全部分补全．
表1：U=4V恒定不变．（实验中更换电阻R₁）

电阻R（Ω）	5	10	20
电流I（A）	0.8	0.4	0.2

表2：R=5Ω恒定不变．

电压U（V）	1.5	3	4.5
电流I（A）	0.3	0.6	0.9

（4）分析表1数据可得结论当电压一定，电流与电阻成反比；分析表2数据可得结论当电阻一定，电流与电压成正比．

Answer 1

分析 （1）根据电流方向，按先串后并的原则连接实物图；
（2）电路的连接时，为防止连接最后一根导线时发生短路现象，因电流过大烧坏电路元件，开关应处于断开状态；闭合开关前，为防止电路中电流过大烧坏电路原件，保护电路的滑动变阻器处于最大阻值处；
（3）利用欧姆定律及其变形公式计算出不全的部分；
（4）利用控制变量法得出相应的结论．

解答 解：
（1）根据电路图，从电源正极开始，先依次连接开关、滑动变阻器（一上一下）、电阻、电流表（正入负出）、回到负极，再将电压表并联在电阻两端，如图所示：

（2）为保护电路，连接电路时，开关应断开，滑动变阻器滑片放在阻值最大的位置；
（3）在表1中，U=4V，I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{4V}{5Ω}$=0.8A，R₃=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω；
在表2中，R=5Ω，I₂=$\frac{{U}_{2}}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，U₃=I₃R=0.9A×5Ω=4.5V；
（4）由表1知，电压不变，电流和电阻的乘积为一定值，由此可得结论：当电压一定，电流与电阻成反比；
由表2知，电阻不变，电压和电流的比值为一定值，由此可得结论：当电阻一定，电流与电压成正比．
故答案为：
（1）如图所示；
（2）断开；阻值最大处；
（3）10；0.8；4.5；0.6；
（4）当电压一定，电流与电阻成反比；当电阻一定，电流与电压成正比．

点评 探究电流和电压、电阻的关系，需利用控制变量法，此题主要考查了滑动变阻器在电路中的作用、用控制变量法分析数据得出结论等知识，有关电路的连接也是电学实验中重点考查的内容．