Question

12．小明利用图甲中的器材探究电流与电阻关系：

次数	R/Ω	I/A
1
2	10	0.2
3	15	0.1

（1）将图甲中连线完成，要求滑动变阻器接入电路中的阻值最大．
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，直至电压、电流表示数如图乙所示，U=1.5V，I=0.3A，作为实验的第1次数据，此时定值电阻的阻值是5Ω，功率是0.45W．
（3）更换不同阻值的定值电阻，进一步实验，并将实验数据记录在表格中，分析数据可知第2次实验存在问题．为了修正错误，需要补充的实验步骤是：调节滑动变阻器使电压表示数保持1.5V不变．
（4）在实验过程中发现定值电阻通电一段时间之后发热厉害，但是旁边的导线几乎不热，其原因是根据Q=I²Rt，I和t相同，定值电阻的电阻大，产生热量多．

Answer 1

分析 （1）将滑动变阻器一上一下串联在电路中，根据要求判断下端所接的接线柱．
（2）根据电表的量程和分度值读出示数，利用R=$\frac{U}{I}$计算定值电阻的阻值，利用P=UI计算功率．
（3）探究电流与电阻关系，应控制电阻两端电压不变，否则电流与电阻不成反比．
（4）根据Q=I²Rt进行分析解答．

解答 解：（1）将滑动变阻器串联在电路中，滑动变阻器接入电路的电阻值最大，则滑动变阻器的下面应接右边的接线柱，如图所示：

（2）由图乙可知，电压表量程为0～3V，分度值为0.1V，电压表示数为1.5V；电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.3A；
定值电阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω；功率P=UI=1.5V×0.3A=0.45W．
（3）探究电流与电阻的关系实验时，应控制电阻两端的电压不变，否则电流与电阻不成反比；由表中实验数据可知，第2组实验数据是错误的，因为电流与电阻的乘积不是1.5V；更换电阻后，应移动滑片，使电压表示数保持1.5V不变．
（4）定值电阻和导线串联，电流I和通电时间t相同，由于定值电阻的阻值比导线的电阻大得多，根据Q=I²Rt可知，定值电阻产生热量多．
故答案为：（1）如上图；（2）1.5；  0.3； 5；  0.45；  （3）2；   调节滑动变阻器使电压表示数保持1.5V不变；（4）根据Q=I²Rt，I和t相同，定值电阻的电阻大，产生热量多．

点评 本题考查了实验注意事项、电表读数、实验数据分析、焦耳定律的应用等，是实验的常考问题，一定要掌握；熟练应用控制变量法是正确解（3）的关键．