Question

7．小明利用如图所示电路探究“电压一定时，电流与电阻的关系”．
（1）在连接电路时开关必须断开；
（2）若小明第一次所用定值电阻为5Ω，电压表示数为3V，则当他第二次将10Ω的定值电阻接入电路后，应将滑片向b（或右）端移动；此时电流表示数为0.3A；
（3）实验中滑动变阻器的主要作用是控制定值电阻两端电压不变．

Answer 1

分析 （1）为防止电路中电流过大烧坏电路元件，连接电路时开关应断开；
（2）探究“电压一定时，电流与电阻的关系”时应控制电阻两端的电压不变，根据定值电阻阻值的变化可知电路中总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和滑动变阻器两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压变化，然后判断滑片移动的方向，再根据欧姆定律求出此时电流表的示数；
（3）探究电流与电阻的关系时，需利用滑动变阻器保持电阻两端电压不变．

解答 解：（1）为保护电路，在连接电路时开关必须断开；
（2）探究“电压一定时，电流与电阻的关系”时应控制电阻两端的电压3V不变，
用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻时，电路中的总电阻变大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流变小，
由U=IR可知，滑动变阻器两端的电压变小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，定值电阻两端的电压变大，即电压表的示数变大，
要使电压表的示数不变，应减小电路中的电流，增大滑动变阻器接入电路中的电阻，即滑片向b（或右）移动；
此时电流表的示数I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A；
（3）探究通过导体的电流与导体电阻关系时，应保持导体两端的电压不变，是通过滑动变阻器来实现的．
故答案为：
（1）断开；
（2）b（或右）；0.3A；
（3）控制定值电阻两端电压不变．

点评 本题是探究电流和电阻关系的实验，考查了实验连接中的注意事项、控制变量法的应用及滑动变阻器在实验中的作用，分析好定值电阻变化时电压表示数的变化是关键．