Question

7．小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器R′的规格是“20Ω  2A”．

（1）如图甲所示是小薇画出的电路图，小亮进行实物连线如图乙所示，请你在虚线框内把电路图补画完整（要求所补画的元件与实物电路对应）．
（2）开关闭合前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左端，如图丙所示，其原因是A（选填“A”或“B”）
A．电流表没调零                B．电流表正负极接反了
（3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丁所示，记为2.5V；

实验序号	①	②	③	④
电压/V	0.5	1.2	1.8
电流/A	0.10	0.24	0.34	0.5

（4）排除有拼凑嫌疑的数据后，分析数据可以提到的结论是：在电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比．
（5）小薇利用实验数据还计算出定值电阻R的阻值为5.1Ω（结果保留一位小数）．

Answer 1

分析 （1）原图乙中，变阻器滑片以右电阻丝连入电路中；
（2）开关闭合前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左端，说明电流表指针没有调零；
（3）根据图丁电压表小量程读数；
（4）根据电阻串联的规律，当变阻器连入电路中的阻值最大时，电路中的电流最小，根据欧姆定律，电压表示数最小，与表中数据比较确定有拼凑嫌疑的数据；
（5）排除有拼凑嫌疑的数据后，根据欧姆定律求出3次测量的电阻的大小，为减小误差将3次测量的平均值作为最后的测量结果．

解答 解：（1）电路图和实物图各元件应一一对应，所以变阻器滑片以右的电阻丝连入电路中，如下图所示：

（2）开关闭合前，没有电流通过，电流表的指针在零刻度线左端，说明电流表指针没有调零，故选A；
（3）图丁中，电压表小量程的分度值为0.1V，示数为2.5V；
（4）由第④组数据计算可知，定值电阻的阻值为5Ω；
当滑动变阻器连入电路中的阻值为20Ω时，电路的总电阻最大，电路中的电流最小，电路中的最小电流I=$\frac{U}{R{+R}_{滑}}=\frac{3V}{5Ω+20Ω}$=0.12A，此时电压表的示数U_R=IR=0.12A×5Ω=0.6V，即为电阻两端的最小电压，而第一组数据，其电压值和电流值都低于可能达到的最小电压和电流，所以第一组数据有拼凑的嫌疑；
排除有拼凑嫌疑的数据后，根据表中数据可知，当电压变为原来几倍时，电流也随之变为原来的几倍，因此根据表中数据可得出的结论：电阻一定时，电流与电压成正比；
（5）由欧姆定律可得，第②次实验的阻值为R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}=\frac{1.2V}{0.24A}$=5Ω；
第③次实验的阻值R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}=\frac{1.8V}{0.34A}$≈5.3Ω；
第④次实验的阻值R₄=$\frac{{U}_{4}}{{I}_{4}}=\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω；
3次测量电阻的平均值为R_平均=$\frac{5Ω+5.3Ω+5Ω}{3}$=5.1Ω，即定值电阻R的阻值为5.1Ω．
故答案为：
（1）如上图所示；（2）A；（3）2.5；（4）电阻；正；（5）5.1．

点评 本题探究电流与电压的关系，考查电路的连接、电流表调试、电压表读数、串联电阻的规律、欧姆定律、分析数据归纳结论的能力及测量电阻大小的方法及数据处理的能力，综合性强，有一定难度．