Question

18．小欢在研究导体中的电流与导体两端的电压关系时，除了电源（3V）、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器外，还有可供选择的：①阻值为200欧的定值电阻、②阻值为50欧的定值电阻③小灯泡
请回答：
（1）为了完成研究，至多需要选择器材②（选填序号①、②、③），理由是：电流与导体两端的电压关系时要保持电阻大小不变，电阻太大，电路中电流不易测量
（2）用笔画线代替导线完成图甲中的实物电路连接（你所选的器材在图中用接线板代替，导线连线不能交叉），并使滑动变阻器接入电路的阻值最大．
（3）利用你所连的实验电路还可以完成的实验有测量定值电阻的大小和测量电功率．
（4）小欢利用他所连接的实验电路，测得实验数据，并作出I-U关系图线，如图乙所示．你认为得出这样的I-U关系图线的原因是将电压表并联在滑动变阻器两端了．

Answer 1

分析 （1）研究电流与导体两端的电压关系时要保持电阻大小不变，电阻太大会影响电流的测量．故选用50欧的定值电阻；
（2）将变阻器的最大阻值连入电路，变阻器串联接入电路；
（3）根据R=$\frac{U}{I}$、P=UI确定可完成的实验；
（4）I-U关系图线为一直线，说明电阻为一定值．

解答 解：（1）研究电流与导体两端的电压关系时还要选择阻值为50欧的定值电阻②，这是因为：研究电流与导体两端的电压关系时要保持电阻大小不变，而小灯泡的电阻受温度的影响变化较明显，应选用定值电阻，因电源电压为3V，为保证测量电流的准确性电阻选用50Ω的定值电阻；
（2）将变阻器的最大阻值连入电路，变阻器串联接入电路，如图所示；

（3）根据R=$\frac{U}{I}$、P=UI，利用你所连的实验电路还可以完成的实验有测电阻的大小和测电功率实验；
（4）电阻一定时，电流与电压成正比，则定值电阻的I-U关系图线为一条过原点的倾斜直线；而图乙中电流与电压不成正比，这是因为实验时将电压表并联在滑动变阻器两端了，此时的I-U关系图线反映的是通过变阻器的电流与变阻器两端电压的关系．
故答案为（1）②；电流与导体两端的电压关系时要保持电阻大小不变，电阻太大，电路中电流不易测量；
（2）如上图所示；
（3）测量定值电阻大小和测量电功率；
（4）将电压表并联在滑动变阻器两端了．

点评 本题探究电流与导体两端的电压关系，涉及器材的选择、电路的连接、并将本实验与测电阻、测电功率实验横向对比，影响电阻大小的因素等知识，难度一般．