Question

15．某实验小组的同学探究电流与电压的关系时，用到如下器材：电源1个，电流表、电压表各1只，定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω的各1只），滑动变阻器1只，开关1个，导线若干．

（1）按要求连接实物图1（导线不得交叉 ）．
（2）在图2方框中画出相应的电路图．
（3）为了保证电路安全，连接电路时开关应断开，应将滑片放在A（选填“A”或“B”）端．
（4）这个实验使用了控制变量的方法，其中被控制的变量是定值电阻的阻值不变，滑动变阻R₂的作用是保护电路；同时通过改变电路的电阻改变电路中的电流，以达到改变定值电阻两端电压的目的．
（5）如表是他们获取的一组实验数据：实验中他们选用的定值电阻阻值为10Ω；

电压U/V	2	3	4	5	6
电流I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（6）分析表中的数据，你能得出的探究结论是在电阻一定时，同导体的电流和其两端的电压是成正比的．

Answer 1

分析 （1）此实验中，实际电路是一个串联电路，电流表测量该电路的电流，而电压表测量定值电阻两端的电压，故先将它们组成一个串联电路，而后将电压表并联在R两端即可，同时应注意，据（5）中的表格可以判断，电压表应选择大量程．
（2）根据电流的流动方向依次画出所经元件，画出电路图．
（3）在连接电路时，开关应该断开，滑片应该打到最大阻值处．
（4）据该实验的过程和变阻器的作用分析即可解决．
（5）据表格中的任意一组数据，结合欧姆定律计算即可；
（6）据表格中的数据特点分析可得结论．

解答 解：（1）据上面的分析可知，R应串联在电路中，且电压表选择大量程，并联在R两端，如下图所示：

（2）据电流的流向，做出对应的电路图即可，如下图：

（3）据连接实物图的特点可知，在连接电路时，开关应该断开，且滑片应该打到最大阻值处，故此时变阻器滑片右边的电阻丝接入电路，所以闭合开关前滑片处于A端，此时为最大阻值处；
（4）该实验中，应该控制定值电阻的阻值不变，改变其两端的电压，观察通过该定值电阻电流的变化呈现什么规律，故这个实验使用了控制变量的方法，其中被控制的变量是定值电阻的阻值不变，滑动变阻的作用是保护电路；同时通过改变电路的电阻改变电路中的电流，以达到改变定值电阻两端电压的目的；
（5）由于定值电阻的阻值是不变的，所以据据表格中的任意一组数据，结合欧姆定律计算即可解决，故如利用第一组数据，电压是2V，电流是0.2A，故定值电阻的阻值是：据I=$\frac{U}{R}$可得：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
（6）据表格中的数据可知，在电阻一定时，同导体的电流和其两端的电压是成正比的．
故答案为：（1）见上图；（2）见上图；（3）断开；A；（4）定值电阻的阻值不变；保护电路；同时通过改变电路的电阻改变电路中的电流，以达到改变定值电阻两端电压的目的；（5）10；（6）在电阻一定时，同导体的电流和其两端的电压是成正比的．

点评 本题是一道常考的电学实验题，也是一道易错题，本题的难点就在能判断出电压表的接法．此知识点是中招的热点．