题目内容
20．在研究通过导体的电流与两端电压关系的活动中，同学们进行了如下实验探究．[实验步骤]
①按图甲所示电路图连接电路时开关应处于断开状态（选填“断开”或“闭合”），滑动变阻器阻值处于最大处．
当小华闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数且大小接近电源电压，则电路中出现的故障可能是定值电阻处发生了断路（选填“短路”或“断路”）．
②实验时要增大定值电阻两端的电压，滑动变阻器滑片P应向左（选填“左”或“右”移动）．
闭合开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，读出电压表和电流表的示数，并记录在下表中：
| U（V） | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
| I（A） | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
[实验结论]根据图象，可以得到的结论是电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成正比．
[实验反思]小明在处理数据时发现，电压与电流的比值恰好等于R的阻值，这是一种巧合吗？于是小明想利用其他小组的实验数据来进一步论证，并提出了以下两种收集数据的方案：
方案一：收集电阻值均为10Ω的几个小组的数据；
方案二：收集电阻值不同的几个小组的数据．
你认为方案二更合理．
分析 ①为保护电路，连接电路时开关应处于断开状态，滑动变阻器阻值处于最大处；根据电路故障现象分析电路故障原因．
②根据滑动变阻器的阻值变化特点解答；
③应用描点法作图，根据表中数据，在坐标系中描出相应的点，然后作出U-I图象．
分析表中实验数据，找出电阻一定时，电流与电压的关系；
为了使实验结论具有普遍性，实验时需要选取不同的电阻实验．
解答 解：（1）连接电路时开关应处于断开状态．
闭合开关，电流表无示数，说明电路存在断路，电压表有示数且大小接近电源电压，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的定值电阻断路．
（2）实验时要增大定值电阻两端的电压，电阻阻值增大，定值电阻分压增大，滑动变阻器分压减小，为保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分压，由图示电路图可知，应将滑片向左端移动．
（3）根据表中实验数据在坐标纸上描出各数据所对应的点，然后作出U-I图象，如图所示：
由表中实验数据可知，在电阻一定时，通过电阻的电流与电阻两端的电压比值保持不变，即在电阻一定时，通过电阻的电流与电阻两端电压成正比；
如果实验只是用同一种电阻做，则实验得到的数据具有特殊性，使得结论不具有普遍性，因此实验方案二比较好．
故答案为：①断开；断路；②左；③见上图；电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成正比；二．
点评 本题考查了电路故障的分析、描点法作图、实验数据分析等问题，做实验时，必须在一定条件的基础上，让实验结论具有普遍性．
练习册系列答案
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为了比较水和酒精的吸热能力，小明在实验室用如图所示的装置做了实验．（在实验条件下，水的沸点为100℃，酒精的沸点为78℃）
17．
甲、乙两只灯泡，其I-U关系图象如图所示．现将甲、乙两灯串联在电路中，当甲灯两端的电压为2V时，乙灯消耗的功率是（ ）
甲、乙两只灯泡，其I-U关系图象如图所示．现将甲、乙两灯串联在电路中，当甲灯两端的电压为2V时，乙灯消耗的功率是（ ）| A． | 1.2W | B． | 0.8W | C． | 2W | D． | 3W |
8．
一小灯泡上标明额定电压为4V，额定功率看不清楚．小明和同学们用电阻箱、电流表、开关、12V的稳压电源各一个，连成了如图所示的电路，其中R为电阻箱．小明测出了电流表示数随电阻箱阻值变化的几组值，并将其记录在以下的表格中．
（1）当电路中电流为0.50A时，电阻箱两端的电压是10V，小灯泡的电阻为4Ω．
（2）根据表中数据，请求出小灯泡的额定功率是3.2W．
（3）在分析实验数据时，小明的同学发现小明记录的数据中有一个电流值有错误，这个错误数据是0.22A．
（4）小明的同学认为利用图示器材还能进行下列实验，其中无法完成的是C．
A．测量小灯泡正常工作时的电阻 B．探究小灯泡的亮度与灯泡功率的关系
C．探究导体中的电流与电压的关系 D．探究串联电路中电流的特点．
一小灯泡上标明额定电压为4V，额定功率看不清楚．小明和同学们用电阻箱、电流表、开关、12V的稳压电源各一个，连成了如图所示的电路，其中R为电阻箱．小明测出了电流表示数随电阻箱阻值变化的几组值，并将其记录在以下的表格中．| 电流/A | 0.90 | 0.80 | 0.50 | 0.36 | 0.28 | 0.22 |
| 电阻/Ω | 8 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
（2）根据表中数据，请求出小灯泡的额定功率是3.2W．
（3）在分析实验数据时，小明的同学发现小明记录的数据中有一个电流值有错误，这个错误数据是0.22A．
（4）小明的同学认为利用图示器材还能进行下列实验，其中无法完成的是C．
A．测量小灯泡正常工作时的电阻 B．探究小灯泡的亮度与灯泡功率的关系
C．探究导体中的电流与电压的关系 D．探究串联电路中电流的特点．
在“探究电流与电阻的关系”实验中，可用器材：六节新干电池，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个，滑动变阻器一个，电流表、电压表各一个，开关一个，导线若干．电路如图所示．
5．在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中，小丁同学连接的电路如图1所示．
（1）请你检查一下电路，把接错的那一根导线找出来，打上“×”，再画线把它改到正确的位置上．
（2）重新连接好电路后，闭合开关，发现仅有一只电表有示数，造成这一现象的原因可能是D或E．（选填字母代号）
A．电流表断路 B．滑动变阻器短路 C．滑动变阻器断路 D．定值电阻短路 E．定值电阻处接触不良
（3）小华用如图2所示的电路，研究通过导体的电流与电阻的关系．电源电压8V．
（a）小华做第4次实验时，将电阻箱R1的阻值从30Ω调为40Ω后，需向右（选填“左”或“右”）移动滑片，保持电压表示数不变，记录电流值，此时R1与R2的电功率之比是3：1．
（b）上表是小华实验过程记录的数据，可以初步得出的实验结论是电压一定时，电流与电阻成反比．
（c）小华对表格数据进行转换处理后，在坐标系中画出一条正比例函数图线．该坐标系是以电流I为纵坐标，以$\frac{1}{R}$为横坐标建立的．
（1）请你检查一下电路，把接错的那一根导线找出来，打上“×”，再画线把它改到正确的位置上．
（2）重新连接好电路后，闭合开关，发现仅有一只电表有示数，造成这一现象的原因可能是D或E．（选填字母代号）
A．电流表断路 B．滑动变阻器短路 C．滑动变阻器断路 D．定值电阻短路 E．定值电阻处接触不良
（3）小华用如图2所示的电路，研究通过导体的电流与电阻的关系．电源电压8V．
| 实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| R1/Ω | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| I/A | 0.6 | 0.3 | 0.2 | 0.12 |
（b）上表是小华实验过程记录的数据，可以初步得出的实验结论是电压一定时，电流与电阻成反比．
（c）小华对表格数据进行转换处理后，在坐标系中画出一条正比例函数图线．该坐标系是以电流I为纵坐标，以$\frac{1}{R}$为横坐标建立的．
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