Question

5．探究电流与电压的关系．用到的实验器材有：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、定值电阻的阻值是10Ω、导线若干．
（1）小明连接成的电路如图所示，他连接的电路中存在连线错误，只需改动一根导线，即可使连线正确．请在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．
（2）排除故障后实验时，闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至A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：改变电源电压（或改变干电池的节数）．
（3）小明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）．通过上表中的数据，我们可以得出：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比．
（4）在完成以上实验后，小明又测额定电压为2.5V的小灯泡的电流和电压，下列图象中反应小灯泡的电流和电压的关系正确的是B

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器应采用“一上一下”的接法串联接入电路，电流表应串联在电路中，电压表与电阻并联，由此分析判断错误并改正；
（2）连接电路时，为保护电路，开关应断开，应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；
改变被测电阻两端电压可以通过滑动变阻器，也可以通过改变电源电压（或改变干电池的节数）；
（3）根据表中数据，用公式U=IR计算出电阻两端的电压；根据串联分压的知识，当定值电阻的阻值最大时，所需的滑动变阻器的阻值也最大，结合欧姆定律的知识计算变阻器应接入电路中的阻值，从而判断滑动变阻器的规格；分析表中数据得出实验结论．
（4）图象中表示出了电流与电压之间的变化关系，我们又知道灯丝的电阻会随着温度的升高而增大，因此这条线应该是一条曲线，而且它的弯曲方向应符合灯丝电阻的变化规律．

解答 解：（1）由实物图可知，电流表与定值电阻并联了，电压表却串联在电路中，所以应该让电流表与定值电阻串联，电压表与定值电阻并联，修改的电路连接如图所示：

（2）滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处，电路中的电流最小，则可以保护电路；
改变被测电阻两端电压可以通过调节滑动变阻器改变电路中的电流来实现，也可以通过改变电源电压（或改变干电池的节数）；
（3）由题可知，电源是新干电池三节，则电源电压U=1.5V×3=4.5V，定值电阻的阻值是10Ω；
电路中电流最小为0.1A时，由表格数据可知，定值电阻两端的电压：U_R=1V；
滑动变阻器两端的电压：U_滑=U-U_R=4.5V-1V=3.5V；
滑动变阻器接入电路中的阻值：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.1A}$=35Ω＞20Ω，故选用的滑动变阻器的规格应为“50Ω  1A”；
根据表中数据可得出的结论是：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比．
（4）小灯泡与定值电阻不同之处是灯丝阻值会随着温度的升高而变大，其图象应是一条曲线，所以A错．因为电流增大时，灯丝的温度会升高，灯丝的阻值会变大，选择电压U与电流I的对应点，根据欧姆定律得$\frac{U}{I}$即可比较灯泡的阻值，通过观察图象的弯曲方向，C不符合电阻值随温度的升高而增大，只有B符合这一规律，故选B．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）保护电路；改变电源电压（或改变干电池的节数）；
（3）C；导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；
（4）B．

点评 本题是探究“导体中电流跟电阻的关系”的实验，考查了电路连接、实验方法、数据分析等，考查全面，难度适中，这个实验是常考题，能灵活运用控制变量法是关键．