Question

1．在用如图11甲所示的电路探究“在电压一定时，电流与电阻的关系”的实验中：
（1）在连接电路时，开关应处于断开（选填“断开”或“闭合”）状态；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到b（选填a、b）端．
（2）闭合开关前，电流表的指针指在零刻度处；当闭合开关试触时，小芮发现电流表指针摆动如图乙所示．则小芮同学在实验中存在问题是电流表量程过大．
（3）小芮在某次实验过程中，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，电流表始终示数为零，电压表有示数且几乎不变，其原因可能是B（只填序号）．
A．电流表断路　  B．R 断路   　C．R 短路
（4）小芮排除故障后，分别将5Ω、10Ω、15Ω的电阻依次换接入如图甲的电路中，为使电压表示数保持1.5V不变，闭合开关后应将滑动变阻器的滑片向b适当移动（选填a、b）；测得的数据到如表一所示，可归纳出结论：电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比．
（5）小丽在做此实验时，每次只更换电阻，测得相应的电流值如表二所示．根据表中数据，她无法得到与小芮相同的结论，其原因是没有控制定值电阻两端电压保持不变．

表一
物理量	1次	2次	3次
电阻R/Ω	5	10	15
电流I/A	0.3	0.15	0.10

表二
物理量	1次	2次	3次
电阻R/Ω	5	10	15
电流I/A	0.3	0.2	0.15

Answer 1

分析 （1）为保护电路，连接电路时，应断开开关，一般情况下将滑动变阻器串联在电路中滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值；
（2）根据电流表量程和电流表的示数情况判断原因；
（3）为保护电路，在闭合开关前滑片应移至最大阻值处，否则会造成电路中电流太大；无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数为零，说明电路出现断路，并且断路在电压表两接线柱之间；
（4）探究电流与电阻之间的关系时应控制电阻两端的电压不变，根据串分压的知识，将5Ω电阻换为10Ω后，电压表的示数变大，应增大滑动变阻器的阻值，使电压表的示数不变；分析表一的数据结合控制变量法即可得出结论；
（5）应用控制变量法，探究电流与电阻之间的关系时应控制电阻两端的电压不变．

解答 解：（1）连接电路的过程中，开关须断开；滑动变阻器应该串联在电路中，开关闭合前，应将滑片调到阻值最大处即b端；
（2）由图知：电流表选择的是0～3A量程，图中的指针向右偏转，说明电流方向正确，但偏转角度太小，说明选择的量程太大；
（3）闭合开关，无论怎样移动滑片，且电压表始终为电源电压，电流表示数为零，说明电压表串联在了电路中，电流太小电流表显示不出来，则故障的原因可能是R断路，选B；
（4）探究电流与电阻之间的关系时应控制电阻两端的电压不变，将5Ω、10Ω、15Ω的电阻依次换接入电路中，则电压表的示数变大，为保持电压表的示数不变，应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向b端滑动，使电压表的示数保持1.5V不变；
分析表一数据可得结论：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（5）观察表二数据可以发现：分别接入5Ω、10Ω、15Ω电阻时，没有控制定值电阻两端电压保持不变，所以法得到与上面相同的结论．
故答案为：（1）断开；b；（2）电流表量程过大；（3）B；（4）b；反；（5）没有控制定值电阻两端电压保持不变．

点评 此题是探究电流和电压、电阻关系的实验，考查了电路图的画法、滑动变阻器的使用、电路故障分析、欧姆定律及控制变量法的应用等知识，这是电学三个重点实验之一，所涉及的知识点较多，综合性强，是中考电学实验中较为重要的实验．