Question

11．探究电流与电压的关系

【实验器材】电压表、电流表、三种不同规格的滑动变阻器（A：“10Ω  1.5A”、B：“20Ω  1A”、C：“50Ω  1A”）、开关、新干电池三节、定值电阻R=10Ω、导线若干．
【制定计划与设计实验】
（1）请依照图1所示的电路图，用笔画线代替导线，将图2中电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向左滑时，电流表示数变大，导线不能交叉；
（2）闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至右（填“左”或“右”）端，这样做可以起到保护电路的作用；此实验中滑动变阻器的另一个作用是“改变定值电阻两端的电压”，请你写出一种不用变阻器，也可以“改变定值电阻两端电压”的方法：改变电源中电池的节数．
【进行实验与收集证据】
（1）小莲按要求正确连接电路，且电路元件完好，实验过程中，发现电压表指针偏转到满刻度处的位置，其原因可能是滑动变阻器阻值过小．（任意写出一个）
（2）小莲在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如下表所示：

U/V	1.0	2.0	3.0
I/A	0.1	0.2	0.3

要测出表格中的实验数据，实验时所用的滑动变阻器规格为C（选填规格的编号即可）．
【实验结论】通过上表中的数据，我们可以得出：电阻不变，导体的电流与它两端的电压成正比．

Answer 1

分析 【制定计划与设计实验】
（1）根据电路图连接实物图，可采用“电流流向法”，从电源的正极出发，按照电流的流向，先串主电路，再将电压表并在待测电阻的两端；连接滑动变阻器时，要“一上一下”的原则，当滑动变阻器的滑片向左移动时电流表的示数变大说明接入电路的电阻变小，即左下方接线柱必须接入电路中．
（2）为保护电路，在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；
串联电池组的电压特点是：串联电池组的总电压等于各串联电池电压之和．
【进行实验与收集证据】
（1）电压表指针偏转到满刻度，可能是因为滑动变阻器电阻在最小值或导体断路；
（2）求电路电流最小时滑动变阻器接入电路的阻值，然后选择滑动变阻器规格；
【实验结论】分析表格中电流和电压的大小变化，得出电流和电压的关系，在电阻不变时，导体的电流与电压成正比．

解答 解：
【制定计划与设计实验】
（1）采用“电流流向法”，电流从电源正极出发，依次将开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表串联起来，再将电压表并联在定值电阻的两端，注意将滑动变阻器的左下接线柱接入电路；电源电压U=4.5V，定值电阻R=10Ω，电路中的最大电流为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{4.5V}{10Ω}$=0.45A，所以电流表选择0～0.6A量程；如下图所示：

（2）由图知，滑动变阻器的下面接了左边的接线柱，所以在闭合开关前，应将滑片移至最右端，使其阻值最大，保护电路；
改变电源中电池的节数也可以“改变定值电阻两端电压”．
【进行实验与收集证据】
（1）闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置，可能是由于滑动变阻器阻值过小或电阻发生了断路．
（2）滑动变阻器两端最大电压U_滑=U-U_R=4.5V-1V=3.5V，测此组实验数据时，滑动变阻器接入电路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.1A}$=35Ω，
实验过程电路最大电流为0.3A，因此滑动变阻器应选C．
【实验结论】
由表格中数据知，电阻不变，电压增大为原来的几倍，则电流增大为原来的几倍，可知电阻不变，导体的电流与它两端的电压成正比．
故答案为：
【制定计划与设计实验】（1）见上图；（2）右；保护电路；改变电源中电池的节数；
【进行实验与收集证据】（1）滑动变阻器阻值过小；（2）C；
【实验结论】电阻不变，导体的电流与它两端的电压成正比．

点评 本题考查了连接实物电路图、滑动变阻器调节、选择实验器材、正确处理实验数据，同时考查了电流和电压的关系，是中考常考的内容．