Question

1．在探究电流与电压、电阻关系的实验中，某小组同学连接了如图甲所示电路．

（1）图甲中有一根导线连接错误，请你在接错的导线上打“×”，再画出正确的导线．
（2）电路连接正确后，当C、D间接人电阻R₀时，移动滑动变阻器滑片P，读出三组不同电压下的电流值．此过程探究的是在电阻不变时，电流与电压的关系．
（3）依次将C、D问的电阻R．换成定值电阻R₁、R₂，且R₀＜R₁＜R₂．要使电压数保持不变，应将滑动变阻器的滑片P向A（选填“A”或“B”）端移动．
【拓展】同学们将C、D间的电阻换成一只额定电压是“3.8V”的小灯泡．在移动滑片的过程中，小灯泡逐渐变亮，记录的电压表与电流表示数如下表所示

U/V	2.2	2.6	3.0	3.4	3.8
I/A	0.24	0.26	0.28	0.30	0.32

①当小灯泡两端电压表的示数为3.8V时．电流表示数如图乙所示，将电流表的示数填入表格相应位置，此时小灯泡的电功率为1.216W．
②同学们分析表中数据，发现通过灯泡的电流与其两端电压不成（选填“成”或者“不成”）正比，其原因是灯丝的电阻随温度的升高而变大．

Answer 1

分析 （1）在探究电流与电压、电阻关系的实验中，电压表与电阻并联，电流表串联在电路中；
（2）通过导体的电流与导体的电阻、电压有关，研究电流与其中一个因素的关系时，要控制另一个因素不变；
（3）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；
拓展：①根据电流表量程确定分度值，根据P=UI求灯的功率；
②由表中数据，求出电压与电流的比值，根据灯丝的电阻随温度的升高而变大分析．

解答 解：（1）原电路中电流表与变阻器并联，电压表串联在电路中了，是错误的，电压表与电阻并联，电流表串联在电路中，如下所示：

（2）电路连接正确后，当C、D间接人电阻R₀时，控制电阻不变，移动滑动变阻器滑片P，读出三组不同电压下的电流值，改变电压的大小，故是研究在电阻不变时，电流与电压的关系；
（3）根据串联分压原理可知，将定值电阻改接成较大的电阻时，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A端移动，使电压表的示数不变；
拓展：
①当小灯泡两端电压表的示数为3.8V时．电流表示数如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.32A，如下表所示：

U/V	2.2	2.6	3.0	3.4	3.8
I/A	0.24	0.26	0.28	0.30	0.32

此时小灯泡的电功率为：
P=UI=3.8V×0.32A=1.216W．
②由表中数据知，由欧姆定律，电压与电流的比值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.2V}{0.24A}$≠$\frac{2.6V}{0.26A}$≠---≠$\frac{3.8V}{0.32A}$，这是因电流随电压的增大而增大，根据P=UI灯的功率增大，灯丝的温度升高，因灯丝的电阻随温度的升高而变大，故当电压增大时，电阻也随之增大，故灯的电阻不是一个定值，由U=IR，故通过灯泡的电流与其两端电压不成正比．
故答案为：（1）如上所示：（2）在电阻不变时，电流与电压的关系；（3）A；
拓展：①1.216；②不成；灯丝的电阻随温度的升高而变大．

点评 本题探究电流与电压、电阻关系，考查电路的连接、控制变量法的运用、操作过程，同时也考查了测灯的电功率的实验及影响电阻大小的因素．