Question

5．在探究“电压一定时，电流跟电阻的关系”的实验中，设计电路图如图甲所示．

（1）连接电路前，开关必须断开．
（2）根据图甲的电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整电路（导线不许交叉）．
（3）连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压．造成这一现象的原因可能是C
 A．电流表坏了　　B．滑动变阻器短路　　　C．电阻R处接触不良　　　　D．电阻短路
（4）排除电路故障进行实验．多次改变R的阻值，调节滑动变阻器，使电压示数保持不变，实验数据记录如下表一．实验时，将定值电阻R由10Ω换成15Ω，滑动变阻器R的滑片P应向左（选填“左”或“右”）端移动才能使电阻R两端的电压保持不变．
表一

实验次数	1	2	3	4	5
电阻R/Ω	5	10	15	20
电流V/A	0.6	0.3	0.2	0.15

（5）表一是小明的实验记录，分析表中数据可知，他在实验时，将电阻R两端的电压控制在3伏．第5次实验时，电流表示数如图丙所示，此时实验用的电阻是25欧．
（6）小丽在做此实验时，测得相应的电流如表二所示，根据表中数据，她无法得到与小明相同的结论，其原因是没有控制电阻R两端电压不变
表二

电阻R/Ω	5	10	15
电流I/A	0.3	0.2	0.15

（7）实验结束，小明最终得到的实验结果是：在电压一定时，电流与电阻成反比．

Answer 1

分析 （1）为保护电路安全，连接电路时应断开开关．
（2）根据电路图连接实物电路图．
（3）常见电路故障有断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因．
（4）探究电流与电阻关系实验应控制电阻两端电压保持不变，根据串联电路特点分析答题．
（5）根据表中实验数据应用欧姆定律求出电阻两端电压，由图示电流表读出其示数，然后应用欧姆定律求出电阻阻值．
（6）根据控制变量法的要求分析表中实验数据，然后答题．
（7）根据控制变量法的要求分析表中实验数据，根据实验数据得出结论．

解答 解：（1）为保护电路安全，连接电路前，开关必须断开．
（2）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：

（3）闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压．造成这一现象的原因：
A、如果电流表坏了，电压表不能与电源两极相连，电压表没有示数，不符合题意，故A错误；
B、如果滑动变阻器短路，电压表与电流表都有示数，不符合题意，故B错误；
C、电阻R处接触不良，电阻R处断路，电路断路，电流表示数为零，电压表与电源两极相连，测电源电压，电压表示数接近电源电压，符合题意，故C正确；
D、如果电阻短路，电压表被短路，电压表没有示数，不符合题意，故D错误；故选C．
（4）多次改变R的阻值，调节滑动变阻器，使电压示数保持不变，将定值电阻R由10Ω换成15Ω，定值电阻分压变大，为保持定值电阻两端电压不变，应增加滑动变阻器接入电路的阻值，增大滑动变阻器分压，减小定值电阻两端电压，以保持电阻两端电压不变，由图示电路图可知，滑动变阻器R的滑片P应向左端移动才能使电阻R两端的电压保持不变．
（5）由表一所示实验数据可知，电阻两端电压：U=IR=0.6A×5Ω=3V；
由图示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为：0.12A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电阻阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.12A}$=25Ω；
（6）由表二所示实验数据可知，实验时没有控制电阻两端电压相等，因此不能得出与小明相同的结论．
（7）由表一所示实验数据可知，在电压一定时，电流与电阻的乘积是定值，即电流与电阻成反比，由此可得：在电压一定时，电流与电阻成反比．
故答案为：（1）断开；（2）如图所示；（3）C；（4）左；（5）3；25；（6）没有控制电阻R两端电压不变；（7）在电压一定时，电流与电阻成反比．

点评 本题考查了实验注意事项、连接实物电路图、电路故障分析、求电压与电阻、实验操作、实验数据分析等问题，是实验的常考问题，一定要掌握；对电表读数时要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直；要注意控制变量法的应用．