Question

10．探究“电压一定时，通过导体的电流与电阻的关系”如图所示：
（1）该同学检查电路连接正确，合上开关，可无论怎样移动滑片，电压表示数总为3V不变，你认为发生故障的原因可能是R₁处断路或R₂处短路．
（2）如下表是测得的实验数据，在做完第一次实验后，接下来的操作是：断开开关，将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻，再将滑动变阻器的滑片滑到右端，然后闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2V时，读出电流表的示数．

实验次数	1	2	3
电阻R/Ω	5w	10	20
电流I/A	0.40	0.20	0.10

（3）某小组同学选择了阻值不同的多个定值电阻做实验，实验过程中，每次更换定值电阻R后，都应通过调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变；
（4）分析实验数据可以得出的结论是：电压不变时，导体中的电流与电阻成反比．

Answer 1

分析 （1）电压表示数总为3V不变，说明电压表测量的是电源两端的电压，寻找可能的原因，一是滑动变阻器短路或被测电阻断路；
（2）（3）先由欧姆定律求出定值电阻的电压，在探究电流与电阻的关系实验中，应保持不同电阻的电压保持不变；当换上较大的电阻时，根据分压原理，定值电阻的电压增大，所以为保护电压表的安全，应选将变阻器的电阻调到最大，然后调节变阻器的滑片使电压表示数保持不变；
（4）横向分析表中数据得出结论．

解答 解：（1）移动滑片，电压表总示数为3V，说明电压表测的是电源电压，即R₁处断路或R₂处短路；
（2）在探究电流与电阻的关系实验中，应保持定值电阻的电压保持不变；由第1次数据可知，定值电阻的电压U₁=I₁R₁=0.4A×5Ω=2V，即该实验中电压表示数应保持2V不变；
将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻，若滑片的位置不动，根据串联分压原理可知，定值电阻的电压将变大（即电压表示数将变大）；为使定值电阻的电压减小为原来的电压值，则应增大变阻器两端的电压，应增大变阻器接入电路的阻值，由图可知，应将滑片向右端移动，使电压表示数保持2V不变，读出电流表的示数．
（3）在上面分析的基础上可知，实验过程中，每次更换定值电阻R后，都应通过调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变；
（4）由表中数据可知，定值电阻的电压U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V；横向比较表中数据，当电阻变为原来的几倍，通过电阻的电流变为原来的几分之一，所以得出的结论是：电压不变时，导体中的电流与电阻成反比．
故答案为：（1）R₁处断路；R₂处短路；
  （2）右端；2；
（3）滑动变阻器的滑片；电压表；
（4）电压不变时，导体中的电流与电阻成反比．

点评 本题探究“电压一定时，通过导体的电流与电阻的关系”，考查电路的连接、实验操作过程、控制变量法的运用、分析数据归纳结论的能力等知识，是中考的热点问题．