Question

15．小明用图1所示的电路探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”，图2是小明未完成连接的实验电路．

（1）电压表应选择0～3V的量程；现要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大．请你按照对电压表量程的选择和对滑动变阻器连接的要求，用笔画线代替导线，完成图9中实验电路的连接．
（2）小明按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置．其原因可能是电阻R处断路（滑动变阻器的阻值为零）．（写出一个）
（3）小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如表所示．

U（V）	0.5	1.0	1.6	1.9	2.5	3.0
I（A）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

①请根据表中数据在图3中画出电阻R的U-I关系图象．
②小明在实验中所用电阻R的阻值为5Ω；实验结论是当电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比．

Answer 1

分析 （1）根据电源的电压确定电压表的量程，且与电阻并联；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中．
（2）电压表指针偏转到满刻度的位置说明电压表并联在电源的两端测电源的电压，据此分析可能的原因．
（3）①由描点法可得出U-I图象，即在坐标上找到每组电流、电阻值对应的点，然后用线连点即可；
②由图象可知，电压与电流成正比，由表中数据找出电压与对应的电流，由欧姆定律可求出导体电阻；

解答 解：（1）电源的电压为2×1.5V=3V，电压表的量程为0～3A，且与电阻并联；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，如下图所示：

（2）电压表指针偏转到满刻度的位置说明电压表并联在电源的两端测电源的电压，可能是电压表并联的部分断路即电阻R断路，也可能是此时滑动变阻器接入电路的电阻为0；
（3）①找出每组数据对应的点，然后用平滑的线把点连起来，如图所示：

②由图知，当U=0.5V时，I=0.1A，则
定值电阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω；
分析表中数据可知：当电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比；
故答案为：（1）0～3V；电路连线如图所示；
（2）电阻R处断路（滑动变阻器的阻值为零）；
（3）①图象如图所示；②5；当电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比．

点评 解决本题的关键：一是连接实物电路图时，开关断开，滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，电压表根据电源电压选量程，电流表根据电路中最大电流选量程；
二是具备能够用描点法绘制图象，从图象上分析物理量的变化规律的能力．