Question

12．王小多同学在探究“电流跟电压、电阻关系”的过程中，按图1的电路图正确连接电路后，该同学做了如下步骤：

（一）保持定值电阻R的阻值不变，闭合开关S后，使R两端的电压发生变化，分别读出并记录对应于不同电压下的电流表示数．
（二）保持每次定值电阻两端电压保持不变，换用不同的定值电阻，如5Ω、10Ω、15Ω，分别读出并记录对应于不同阻值的电流表的示数．
（1）步骤（一）的设计目的是为了探究电流与电压的关系；
（2）小多在按步骤（二）做时，选一个“5Ω”的电阻，测得电流表示数为0.2A，当换“10Ω”来做时，马上读数后发现电流表的示数不是0.1A，（不考虑温度对电阻的影响），你认为电流表的读数将会是大于（填“大于”、“小于”）0.1A，滑片应该向右移动（选填“左”、“右”），此时，眼睛应观察电压表．
（3）某次实验时，在闭合开关S后，该同学发现电压表的示数等于电源电压值，造成此现象的可能原因是（写出两种）定值电阻断路，滑动变阻器短路．
（4）在进行步骤（二）时，正确操作后根据记录的数据绘制如图2所示的图象，根据图象得出的结论
为电压一定时，导体的电流与导体的电阻成反比．

Answer 1

分析 （1）电流跟电压和电阻有关，探究过程要使用控制变量法，由此分析步骤（一）的探究目的；
（2）探究电流与电阻的关系时，更换电阻后，应调节滑动变阻器阻值，控制电阻两端电压不变．由此分析解答；
（3）常见电路故障有断路与短路，根据电路结构与电路故障现象分析电路故障原因；
（4）由探究（二）的目的和图象总结结论．

解答 解：
（1）步骤（一）中，保持定值电阻R的阻值不变，改变了R两端的电压，所以是探究电流与电压关系的；
（2）步骤（二）中，保持每次定值电阻两端电压不变，改变了电阻，是探究电流与电阻关系的．
探究电流与电阻的关系实验时，应保持电阻两端电压不变，电流与电阻阻值的乘积不变，是一个定值；实验时，选一个“5Ω”的电阻，测得电流表示数为0.2A，电阻两端电压U=IR=0.2A×5Ω=1V；
当换“10Ω”来做时，发现电流表的示数不是0.1A，电流与电阻乘积不是定值，这是由于更换电阻时，没有保持电阻两端电压不变造成的，
因为换“10Ω”电阻后，为保持电阻两电压不变，由串联电路的分压原理知，滑片应该向右端移动增大变阻器连入阻值，眼睛观察电表示数为1V时为止；
因为没有将变阻器连入阻值调大，所以定值电阻两端电压高于1V，所以电路中电流大于0.1A；
（3）定值电阻与滑动变阻器串联，电压表与定值电阻并联，测定值电阻电压，如果滑动变阻器短路或定值电阻断路，则电压表直接接在电源两端，测电源电压，闭合开关，电压表示数等于电源电压；
（4）步骤（二）是探究电流与电阻关系的，由图象知图象中每个点的对应的电流与电阻的乘积都为定值，故可得结论：电压一定时，导体的电流与导体的电阻成反比．
故答案为：
（1）电流与电压的关系；
（2）大于；右；电压；
（3）定值电阻断路；滑动变阻器短路；
（4）电压一定时，导体的电流与导体的电阻成反比．

点评 本题考查了应用控制变量法分析实验目的、实验的操作和注意事项、电路故障分析等．掌握并能熟练运用控制变量法是关键．