Question

8．在探究了“电阻上的电流跟电阻两端电压的关系”之后，王立同学又提出了“电流与电阻有什么关系”这一问题．请你和他一起解决下列问题：
（1）用笔画线代替导线，将图1的实验电路图连接完整．
（2）连接电路时，滑动变阻器的滑片应放在D端（选填“C”或“D”）．

（3）闭合开关后，移动滑片时发现电流表没有示数，电压表有明显的示数，则发生故障的原因可能是定值电阻断路（选填“断路”或“短路”）．
（4）排除故障后，王立同学接入了5Ω的电阻，电压表示数为2V，电流表的指针指示的位置如图2，则此时电流的大小为0.4A．
（5）王立同学在读取电流表的示数后，直接拆下阻值为5Ω的电阻，改换成10Ω的电阻，就开始记录电流表和电压表的示数，他认为这样操作简洁高效．那么电压表示数将变大（选填“变大”“变小”或“不变”）．上述操作有错误，请你帮王立同学写出正确的操作方法：向D（选填C或D）调节滑片P使电压表的示数为2V，再记录电流表的示数．

电压  U=2V
次数	1	2	3
电阻 R/Ω	5	10	20
电流 I/A		0.2	0.1

（6）分析表中实验数据，请你帮王立同学总结电流与电阻的关系是：电压一定时，电流与电阻成反比．

电压  U=2V
次数	1	2	3
电阻 R/Ω	5	10	20
电流 I/A		0.2	0.1

本实验所采用的研究方法是控制变量法．

Answer 1

分析 （1）根据表中数据确定电流表量程与电阻串联，因电源为两节干电池（每节干电池的电压为1.5V），所以电压表选0～3V的量程；电压表在使用时必须并联，且要注意“+”、“-”接线柱；
（2）滑动变阻器的作用：①是改变用电器两端的电压；②是改变通过用电器的电流；③是保护电路．所以闭合开关前滑动变阻器还应达到阻值最大处；
（3）电路的故障要么是短路、要么是断路．闭合开关移动滑片时，电压表有明显的示数，说明与电压表连接的电路完好，而电流表没有示数，则说明电阻处出现断路．
（4）根据图2电流表小量程读数；
（5）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
（6）根据欧姆定律求出第一次电流大小，分析表中实验数据可知：在电压相同时，电流的大小与相对应电阻的大小乘积不变，得出结论．本实验所采用的研究方法是控制变量法．

解答 解：（1）根据表中数据，电流表选用小量程与电阻串联，电源电压为3V，电压表选用小量程与电阻并联，连接的电路图如图：

（2）由滑动变阻器保护电路的作用可知：闭合开关前滑动变阻器还应达到阻值最大处，即滑片移动到D端；
（3）由电路故障的原因和题中信息可知：电阻处出现断路时，出现闭合开关后，移动滑片时发现电流表没有示数，电压表有明显的示数的现象．
（4）根据图2电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.4A；
（5）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向D端移动，使电压表的示数为2V
（6）由欧姆定律，第1次电流为I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{2V}{5Ω}$=0.4A，
分析表中实验数据可知：电流与对应电阻的大小乘积不变，
可得结论：当电压不变时，电流与电阻成反比．（或电压不变时，电阻与电流的乘积是一个定值）．本实验所采用的研究方法是控制变量法．
故答案为：
（1）如上图； （2）D； （3）断路；   （4）0.4；    （5）变大；  D；  2；  （6）反比；  （7）控制变量法．

点评 本题研究电流与电阻有什么关系，考查电路的连接、注意事项、故障分析、电流表读数、操作过程及数据处理及控制变量法的运用．