Question

13．科学兴趣小组的同学们想探究通过导体的电流与电压的关系，实验室有：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、规格不同的店址电阻、开关和导线等器材各若干供同学们选择，实验用电路如图a所示：

（1）图b是某组同学尚未完成连接的实物电路，请你用笔画线代替两根导线完成连接（连线不交叉）．要求：滑动变阻器的滑片P向A端移动，电压表示数变大．
（2）连好电路闭合开关，发现电流表示数较大、电压表示数为零，则电路故障原因可能是B
A．电压表的量程选大了　　　　　　　　　B．电阻R₀发生了短路
C．滑动变阻器发生了断路　　　　　　　D．滑动变阻器发生了短路
（3）他们排除故障后继续实验，测得多组数据记录在下表中，在给定的坐标纸上作出图象，分析得出了结论．在与其他组交流时发现虽然各小组作出的图象都是正确的，但是在相同的坐标纸上有些小组的图象却明显不同．请你利用表中数据在图c中作出I-U图象，并回答造成这种不同的原因：定值电阻的阻值不同．

实验次数	1	2	3	4	5
电压表 示数/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
电流表 示数/A	0.12	0.19	0.25	0.28	0.38

Answer 1

分析 （1）实验电路应该连成一个串联电路，电压表测R两端电压，滑动变阻器一上一下接，根据滑动变阻器的滑片P向A端移动，电压表示数变大确定接线柱的接法；
（2）电流表有示数，说明整个电路是通路，电压表无示数，说明电压表被短路；
（3）根据表格数据描点连线作出图象；可以从各组使用电阻不同分析造成实验作出的图象产生差异的原因．

解答 解：（1）根据实验电路图应将定值电阻与变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，滑片P向A端移动，电压表示数变大，根据U=IR，说明通过R电流应变大，故变阻器阻值变小，应将A接线柱接入电路中，如下图1所示：

（2）根据电路图电压表测量灯泡两端电压，电流表测量电路电流；
A、如果是电压表的量程选大了，电压表指针摆较小，不会为0，不符合题意；
B、如果电阻R₀发生了短路，电流表有示数，电压表示数为零，符合题意；
C、如果是滑动变阻器断路，即电路为断路，电流表、电压表都无示数，不符合题意；
D、如果滑动变阻器短路，电路中电流将会很大，电流表、电压表都有示数，不符合题意．答案选B；
（3）由表格数据描点连线作出I-U图象，如下图2所示：

实验中各小组所使用的定值电阻的阻值可能各不相同，探究电流与电压的关系时应控制电阻的阻值不变，采用不同的定值电阻进行探究时，相同电压下的电流不同，做出的I-U图象不同；
故答案为：（1）见上图1所示：
（2）B；
（3）见上图2所示；定值电阻的阻值不同．

点评 本题探究通过导体的电流与电压的关系，考查电路的连接、故障的分析、根据实验数据作图的能力及对图象的分原能力，体出了数学知识在物理中的应用．