Question

14．在“探究电流跟电压、电阻的关系”时，同学们设计如图电路图，其中R为定值电阻，R’为滑动变阻器，实验后，数据记录在表一和表二中．
表一

R=5Ω	电压/V	1.0	2.0	3.0
	电流/A	0.2	0.4	0.6

表二

U=3 V	电阻/Ω	5	10	15
	电流/A	0.6	0.3	0.2

（1）该同学在连接电路时，开关应处于断开，滑动变阻器的滑片应处于R′右端（填左或右）．
（2）根据表中实验数据，可得出如下结论：
由表一可得：在电阻不变时，电流跟电压成正比．
由表二可得：在电压不变时，电流跟电阻成反比．
（3）在研究电流与电阻关系时，先用5Ω的定值电阻进行实验，使电压表的示数为3V，再换用10Ω的定值电阻时，某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置，合上开关后，电压表的示数将大于3V（选填“大于”、“小于”或“等于”），此时应向右移动（填左或右）．

Answer 1

分析 （1）为了保护电路，连接电路时，开关应断开，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值．
（2）实验目的是探究电流与电压、电阻的关系，因此要用到控制变量法，把握表一、表二中数据的相同点与不同点是得出结论的入手点．
（3）先分析电路中总电阻的变化，再分析电路中电流的改变以及滑动变阻器两端电压的变化，然后根据串联电路的特点确定电压表示数的变化；根据串联电路起分压作用进行分析滑动变阻器接入电路中阻值的变化，进一步判断滑片移动的方向．

解答 解：（1）在连接电路的时候，开关应该处于断开状态，在闭合开关以前，滑动变阻器的阻值应该调整到最大值，即滑动变阻器的右端．
（2）①在表一中，导体的电阻5Ω一定，导体两端的电压从1.0V到2.0V再到3.0V，相对应的，导体中的电流从0.2A到0.4A再到0.6A．电压增加几倍，电流也增加几倍，故得结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比．
②在表二中，导体两端的电压3V一定，导体的电阻从5Ω到10Ω，再到15Ω，相对应的，导体中的电流从0.6A到0.3A再到0.2A，电阻增加几倍，电流变为原来的几分之一倍，故得结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比．
（3）滑动变阻器的滑片位置不变，当用10Ω的定值电阻代替5Ω的定值电阻时，电路中的总电阻变大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流变小，滑动变阻器两端的电压变小；
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以定值电阻两端的电压变大，即电压表的示数大于3V；
又因为串联电路中电阻越大分得的电压越大，
所以为使两端的电压保持3V不变，应减小滑动变阻器接入电路中的电阻，即滑片向右调节．
故答案为：（1）断开；右；（2）在电阻不变时，电流跟电压成正比；在电压不变时，电流跟电阻成反比；（3）大于；右．

点评 本题考查了电流跟电压和电阻的关系，涉及到欧姆定律和滑动变阻器的使用，关键是知道串联电路中电阻越大、分得的电压越大．在研究时采用控制变量法，做题时可以根据已知知识欧姆定律去作答．