题目内容
19．在研究“导体电流与电阻关系”的实验中，同学们利用了阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻和变阻器进行了探究，变阻器规格是“10Ω 1A”，电源电压4.5V并保持不变．
（1）用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整．
（2）闭合开关前，电流表指针如图乙所示，对电流表的操作应该是调零．
（3）正确连线后，闭合开关时发现，无论怎样移动滑片电流表指针几乎不动，电压表指针向右偏转且超过满刻度，原因可能是R断路．
（4）先接入15Ω的电阻，调节滑片时电压表示数为3V，观察到电流表示数如图丙所示，则电流表示数为0.2 A；用10Ω电阻代替15Ω电阻接入电路，应将滑片向左 端（选填“左”或“右”）移动，才能使电压表示数保持3V，并记录下电流表示数为0.3A；用5Ω电阻代替10Ω电阻接入电路，正确操作，电流表示数为0.6A．
（5）分析三次的实验数据，可得出电流与电阻的关系是电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比．
（6）王强同学继续探究：他用了30Ω的定值电阻代替原来的电阻实验，发现无论怎样移动滑片都不能满足电压表示数为3V，原因是滑动变阻器的最大阻值太小；要使电压表示数保持3V，要求变阻器的最大阻值最少为15Ω．
（7）小明也进行了如图丁1所示实验，电路中有一处连线错误，请你在连接错误的导线上画“×”并改正．将电路连接正确后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使定值电阻R两端电压为2V，电流表示数如图丁2所示，为0.4 A，则R的阻值为5Ω． 换上10Ω的电阻后，闭合开关，电压表示数将变大，此时应将滑片P向 B端移动，使电阻两端电压为2V．此实验中，滑动变阻器的作用有保护电路和调节定值电阻的电压．
分析 （1）实验中电压表应测定值电阻两端电压，由此连图；
（2）由图乙，电流表指针没有指在零刻度线上，使用电流表前应对电流表进行机械调零，使指针指在零刻度线上；
（3）闭合开关电流表无示数可能是电路断路；电压表示数超过量程，说明电压表与电源两端相连，电压表并联电路之外部分，不存在断路；综合分析知电路故障原因是：定值电阻断路；
（4）根据电流表量程和分度值读出丙图中其示数；研究导体电流与电阻关系中要保持R两端电压不变，由此分析10Ω电阻代替15Ω电阻后滑片的移动方向；
（5）根据三次实验中电流与对应电阻关系分析得出结论；
（6）根据串分压的知识，若电阻增大，分得的电压将变大，要减小电阻两端的电压，需增大滑动变阻器的阻值；
（7）研究“导体电流与电阻关系”的实验时，应保持R两端的电压不变，因此电压表须则R两端电压．
解答 解：（1）将电压表的负接线柱与电阻R的右接线柱相连，如图3所示：
（2）电流表指针没有指在零刻度线上，应先对电流表调零；
（3）电路正确连接后，闭合开关，移动滑片P，电流表无示数，但电压表示数有示数且很大，则故障原因可能是定值电阻断路了；
（4）由图丙，电流表的量程为0-0.6A，分度值0.02A，示数为0.2A；
此时R两端电压为3V，因为导体电流与电阻关系中要保持R两端电压不变，当用10Ω电阻代替15Ω电阻接入电路，总电阻减小，根据欧姆定律可知电路中电流变大，滑动变阻器分得的电压变大，电阻分得的电压减小，所以应调节滑片向左移动，减小滑动变阻器接入电路的电阻，使电压表的示数保持不变；
（5）三次实验电阻分别为15Ω、10Ω、5Ω，三次通过的电流分别是0.2A、0.3A、0.6A．每次的电流与电阻和乘积相等，由此可得：电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比；
（6）由图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，根据串联电路特点，当滑动变阻器提供的电阻过小时，变阻器两端的电压也变低，则定值电阻两端的电压变高．由题意知，滑动变阻器两端的电压应为U滑=4.5V-3V=1.5V，根据串联电路的电流相等，所以使用30Ω的定值电阻时，则：$\frac{3V}{30Ω}$=$\frac{1.5V}{{R}_{滑}}$=，解得R滑=15Ω，即变阻器最大值最小为15Ω．
（7）电压表应测R两端电压，改正如图4所示；由图丁2可知，电流表所用量程为0-0.6A，可读出示数为0.4A；根据R=$\frac{U}{I}$可知，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω；
为了探究电流与电阻的关系，因此换上10Ω的电阻后，须调节滑动变阻器，直至电压表示数仍为2V时为止．为了防止电路电流过大，滑动变阻器在开关闭合之前，应把滑片滑到最大阻值处，起到保护电路的作用；该实验是探究导体电流与导体电阻的关系，要保持电阻两端电压不变，因此实验中滑动变阻器还有调节定值电阻的电压的作用．
故答案为：（1）如图3；（2）调零；（3）R断路；（4）0.2；左；（5）电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比；（6）滑动变阻器的最大阻值太小；15；（7）0.4；5；2V；保护电路；调节定值电阻的电压．
点评 本题考查了电流表读数、滑动变阻器的正确使用和欧姆定律的应用，理解控制变量法在本实验中的具体应用，掌握滑动变阻器的作用．
【探究名称】探究欧姆定律| A． | 四冲程内燃机的吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的 | |
| B． | 四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门都关闭的冲程只有做功冲程 | |
| C． | 柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大 | |
| D． | 随着科学技术的发展，热机的效率可达到100% |
| A． | 3：2 | B． | 2：3 | C． | 8：3 | D． | 3：8 |
如图为“欧姆定律”一节中“探究电流与电阻关系”的实验电路图，为了达到探究目的，实验过程必须保持电阻两端的电压不变；当开关S闭合后，电压表的示数是3V，电流表的示数是0.3A，现将5Ω的电阻接入电路来进行探究，则下一步应进行的操作是调节滑动变阻器，使电压表的示数保持3V不变（或向右移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数保持3V不变）．
在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，小军设计了如图所示电路．a、b间接导体．