Question

16．在探究“电流与电压、电阻的关系”的过程中，两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）小组1的做法是：按如图1电路图所示连接电路，此时开关应处于断开（选填“断开”或“闭合”）状态．闭合开关前，滑动变阻器的滑片位于阻值最大位置．保持电阻R=10Ω不变，闭合开关S后，调节滑动变阻器R′，得到多组数据，在分析数据的基础上得出正确结论．
（2）小组2连接了如图2所示的实物电路．正确的实验步骤为：
①让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（选填“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3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．定值电阻短路
（3）小组1通过实验得出如表中数据：
分析后可以得出的结论是电阻一定时，导体中的电流与它两端的电压成正比．
小组2改进实验，正确操作后，记下电流表的示数，得到电流I随电阻R变化的图象如图4所示，由图象可得出的结论是电压一定时，导体中的电流与它的电阻成反比．

实验序号	R/Ω	U/V	I/A
1	10	3	0.3
2	10	2	0.2
3	10	1	0.1

Answer 1

分析 （1）为防止连接最后一根导线时电路中的电流过大、烧坏电路原件，开关应断开．
（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．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．
（3）分析表格中数据，电阻不变，通过分析电流和电压的变化，可得出电流和电压的正比例关系；
根据图象的特点，可得出电流和电阻的反比例关系．

解答 解：（1）连接电路时，为保护电路开关应处于断开状态．且在闭合开关前，将滑片移至最大阻值处；
（2）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3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．
（3）表格中数据，电阻保持不变，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，可得电阻一定时，导体中的电流与它两端的电压成正比；
图象4是一条曲线，根据各对应点的电流和电阻值可以看出，电流与电阻的乘积为一定值，可知，电压一定时，导体中的电流与它的电阻成反比．
故答案为：（1）断开；阻值最大；（2）②右；1.5；③B；（3）①电阻一定时，导体中的电流与它两端的电压成正比；②电电压一定时，导体中的电流与它的电阻成反比．

点评 本题是探究影响电流大小的因素实验，考查了控制变量法在实验中的应用．研究导体中的电流与电阻的关系时，怎样调节才能保证导体两端的电压不变，是此题的关键．