Question

17．在探究电流跟电压、电阻关系的实验中，定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω．

（1）探究电流与电压的关系：
①小明连接的电路如图甲所示，其中有一处连线错误，请你在连接错误的导线上画“×”并改正．
②电路改正后，闭合开关，移动滑片，将实验数据记录在表一中，则根据表一的数据判断，小明实验中使用的定值电阻阻值是5Ω；得出的结论是：电阻一定时，导体中的电流与电压成正比．
 表一

电压U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3
电流I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（2）探究电流与电阻的关系：
①小红连接电路时，把最后一根导线连接完毕，看到电压表和电流表立即有较大示数，小红在实验操作中有两处错误，一是连接电路时开关没有断开；二是没有把滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置．
②小红改正错误后，先用5Ω的定值电阻进行实验，使电压表的示数为2.0V，电流表的示数如图乙所示，为0.4A；再换用10Ω的定值电阻时，没有改变滑动变阻器滑片的位置，合上开关后，电压表的示数将大于2.0V（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）在同学们交流讨论时，他们根据收集到的数据画出I-R图象如图丙所示，下列结论与图象相符的是C（填字母）．
A．电阻一定时，电流随着电压的增大而增大
B．电阻一定时，电压随着电流的增大而增大
C．电压一定时，电流随着电阻的增大而减小
D．电压一定时，电阻随着电流的增大而减小．

Answer 1

分析 （1）①掌握实物电路的连接，特别注意电流表、电压表和滑动变阻器的接法，电压表应与定值电阻并联；
②根据表格中任意一组数据由R=$\frac{U}{I}$计算出电阻的值；认真分析实验数据即可得出结论．
（2）①接完最后一根导线，电表有示数说明开关闭合；电表示数较大，说明电路电阻较小，滑动变阻器滑片没有置于阻值最大位置；
②根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数；
研究电流与电阻的关系，在电路中要利用滑动变阻器来控制定值电阻两端的电压不变；
（3）本题是电流--电阻图象，这是一个反比例函数图象，由图象可以得到“在电压一定时，电流与电阻成反比”的规律．

解答 解：（1）①由图知，电压表与滑动变阻器和电阻并联了，应该并联在电阻两端，如图所示：

②因为I=$\frac{U}{R}$，所以实验所用定值电阻阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.0V}{0.2A}$=5Ω．
分析表中实验数据可知：当电阻一定时，电压增大一定的倍数，电流也随之增大相同的倍数，由此可知：在电阻一定时，电流和电压成正比．
（2）①接完最后一根导线，电表有示数说明开关闭合；电表示数较大，说明电路电阻较小，滑动变阻器滑片没有置于阻值最大位置．因此实验操作中的两处错误是：连接电路时开关没有断开；没有把滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置；
②根据图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.4；
如果先用5Ω定值电阻，然后再换用10Ω的定值电阻时，不改变滑动变阻器的滑片P的位置，那么电路中的电流会减小，滑动变阻器的分压会减小，则电压表的示数会增大，即示数会大于2.0V；
（3）图象的横坐标表示电阻，纵坐标表示电流，是个反比例函数图象，因此说明：电压一定时，电流随电阻的增大而减小，即电流与电阻成反比，故应选C．
故答案为：（1）①见解答图；②5；电阻一定时，导体中的电流与电压成正比；（2）①连接电路时开关没有断开；没有把滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置；②0.4；大于；（3）C．

点评 本题侧重了控制变量法思想的应用，这个实验注意两点：
（1）研究“电流与电压关系”时，就需要导体两端的电压不断地增加，因此此时滑动变阻器的作用是用来调节定值电阻两端电压不断变化的；
（2）研究“电流与电阻关系”时，更换定值电阻，导体两端的电压就要发生变化，为了保证其电压一定，就需要调节滑动变阻器．