Question

11．图是小方同学探究“电流与电阻的关系”的实验．
（1）请将图中2根未连接的导线连接完整．
（2）在物理实验中，常常需要多次测量以减小实验误差或寻找规律，小方同学准备了20Ω、15Ω、10Ω、5Ω不同阻值的电阻分别进行实验，其多次测量的目的是为了寻找普遍规律．
（3）在实验时，小方先后将20Ω、15Ω、10Ω的电阻分别接入电路，读出电流表示数并填入表中，请你分析数据，指出小方实验操作中存在的错误：没有移动变阻器的滑片，使电阻两端的电压保持不变．
（4）当小方把5Ω的电阻接入电路时，必须先将电流表换接大量程，再闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数仍为4V．

实验次数	1	2	3	4
电阻R/Ω	20	15	10	5
电流I/A	0.20	0.24	0.30

Answer 1

分析 （1）探究电流与电阻的关系，电压表与电阻并联测电阻的电压，变阻器接线柱按一上一下的原则与电阻串联在电路中；
（2）多次测量以减小实验误差或寻找规律，根据实验目的回答；
（3）探究电流与电阻的关系时，应控制电阻的电压不变；
（4）因电压表示数保持4V不变，由欧姆定律，再计算出当小方把5Ω的电阻接入电路时的电流大小，据此确定要进行的操作．

解答 解：（1）因没有说明电源电压的大小，所以电压表选用大量程与电阻并联，变阻器接线柱按一上一下的原则串联在电路中，如下图所示：

（2）本实验是为了探究电流与电阻的关系，所以多次测量是为了避免实验的偶然性，寻找普遍规律；
（3）探究电流与电阻的关系时，根据控制变量法，应控制电阻两端的电压不变，
由表中数据，根据欧姆定律U=IR，可求出每次电压表的示数分别为：4V、3.6V、3V；第1次实验电压表示数为4V，则后面几次实验电压表示数都应该保持4V不变；
所以，小方实验操作中存在的错误是：没有移动变阻器的滑片，使电阻两端的电压保持4V不变；
（4）当小方把5Ω的电阻接入电路时，若使电压表示数仍为4V，
根据欧姆定律可知，此时通过定值的电流I_定=$\frac{{U}_{表}}{{R}_{定}}=\frac{4V}{5Ω}$=0.8A＞0.6A，
所以，当小方把5Ω的电阻接入电路时，必须先将电流表换接大量程，再闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数仍为4V．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）寻找普遍规律；
（3）没有移动变阻器的滑片，使电阻两端的电压保持不变；
（4）将电流表换接大量程．

点评 本题电流与电阻的关系，考查电路的连接、归纳法及控制变量法的运用、操作过程及运用欧姆定律、串联电路规律分析解决实际问题的能力．