题目内容

2．在“探究电流跟电压、电阻的关系”时，实验桌面上给你提供的实验器材有：学生电源（有控制输出电压的旋钮，可输出1V、2V、3V、4.5V、6V的直流电压）一个、开关1个、定值电阻3个（5Ω、10Ω、15Ω）、电压表一个、电流表1个、导线若干，某同学利用上述器材，根据电路图（见图1）分别将3个定值电阻依次接入电路中的a、b之前，共进行了3组实验，测得数据见下面的表格，请根据记录的数据完成下列问题：
 组别 电阻 电压、电流 第一次 第二次 第三次
 第一组 R1=5Ω 电压U/V 1 2 3
 电流I/A 0.20.4 0.6 
 第二组 R2=10Ω 电压U/V 12 3 
 电流I/A 0.10.2 0.3 
 第三组 R3=15Ω 电压U/V 64.5 3 
 电流I/A 0.4 0.30.2 
（1）用铅笔画线代替导线在图2中完成进行第三组实验的实物连接．（要求电流表和电压表选择合适的量程）
（2）通过对第一组（或第二组或第三组）数据进行分析，可以得出的结论是：在电阻一定时，电流与电压成正比．
（3）通过对第一组第三次测量的数据进行分析，可以得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成反比．
（4）根据第一组和第二组实验数据，在图2的I-U坐标系中作出电流随电压的变化关系图线，比较两条图线倾斜的程度（图线的倾角）可知．图线倾斜的程度越小（即图线的倾角越小），说明定值电阻的阻值越大．

分析 （1）由表中数据可知，电流均不高于0.6A，电流表量程应选0～0.6A量程，电压高压3V，电压表量程应选0～15V量程，根据电路图连接实物图
（2）探究电流与电压、电阻的关系时，要用到控制变量法，把握表中数据的相同点与不同点是得出结论的入手点；
（3）对第一组第三次测量的数据进行分析，得出电压一定时，电流与电阻的关系；
（4）应用描点法先将各电压、电流组成的坐标描在坐标系中，然后将各点相连即可；根据图象，应用欧姆定律求出电阻阻值，然后答题．

解答 解：（1）由表中数据可知，电流均不高于0.6A，电流表量程应选0～0.6A量程，电压高压3V，电压表量程应选0～15V量程，根据电路图连接实物图如下：

（2）通过对第一组数据进行分析可知，导体的电阻一定，导体两端的电压从1V到2V再到3V，相对应的，导体中的电流从0.2A到0.4A再到0.6A．电压增加几倍，电流也增加几倍，故得结论：在电阻一定时，电流与电压成正比；
（3）对第一组第三次测量的数据进行分析可知，当电压为3V时，电流与电阻的乘积为定值，故可以得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成反比；
（4）将表中对应的电流值和电压值组成坐标在坐标系中描出，用平滑的曲线将各点相连；如下图图所示：

由I-U图象可知，图线倾斜的程度越小，则$\frac{U}{I}$的值越大，即说明定值电阻的阻值越大．
故答案为：（1）如图所示；（2）在电阻一定时，电流与电压成正比；（3）电压一定时，电流与电阻成反比；（4）如图所示；定值电阻的阻值越大．

点评 学会根据实验数据分析实验结论，这是考查学生的分析总结能力，这个能力对学生提出更高的要求，使用控制变量法总结实验结论时，一定要明确控制的是哪个物理量，改变的是哪个物理量，观察的是哪个物理量．

练习册系列答案
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【制定计划与设计实验】
（1）请用笔画线代替导线，将右图中电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向右滑时，电流表示数变大．导线不能交叉；
（2）闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至左（填“左”或“右”）端，这样做可以起到保护电路的作用；此实验中滑动变阻器的另一个作用是“改变定值电阻两端的电压”，请你写出一种不用变阻器．也可以“改变定值电阻两端电压”的方法：改变电源中电池的节数．
【进行实验与收集证据】
（1）、小张按要求正确连接电路，且电路元件完好．实验过程中，发现电压表指针偏转到满刻度外的位置，其原因可能是滑动变阻器阻值过小（任意写出一个）．
（2）、小张在实验中通过调节滑动变阻器滑片．测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值．如下表所示：
U/V1.02.03.0
I/A0.20.40.6
要测出表格中的实验数据，实验时所用的滑动变阻器规格为B （选填规格的编号即可）
【实验结论】
通过上表中的数据，我们可以得出：电阻不变，导体的电流与它两端的电压成正比．
14．中考复习时，一学习小组利用阻值不同的四个电阻、电压为6V的电源、滑动变阻器R（标有“50Ω　 1A”）及其它器材做电学实验．

（1）如图甲是小明“探究电流与电阻关系”时连接的部分实验电路．
①将5Ω电阻接入电路，请用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向右滑电流表示数变大；
②闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为2.5V时读出对应的电流值并记录；
③断开开关，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，此时如果他马上闭合开关，会造成电压表损坏，正确的操作应该是先调节滑动变阻器的滑片P处于最大阻值处，再闭合开关，移动滑片P使电压表的示数仍为2.5V；
④按正确操作完成余下实验后，得到电流与电阻关系图象如图乙所示，由此可得到的结论是：电压一定，通过导体的电流与电阻成反比．
（2）玉琦同学把图甲中的定值电阻换成额定电压为2.5V的灯泡，测量它的额定功率．
①闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表和电压表都没有示数，原因可能是滑动变阻器断路；
②排除故障后，将滑动变阻器R的滑片移到某一位置时电压表示数为2.2V，要测小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器连入电路的阻值变小（选填“大”或“小”），当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为0.75W．
（3）张阳同学实验时发现桌上没有电流表，却多了一个滑动变阻器R0（最大阻值用R0表示），他设计如图丁所示电路，测出了额定电压为U0=2.5V的灯泡的额定功率，请补全下列步骤．
①闭合开关，先调节滑动变阻器R0（选填“R0”或“R”）的滑片到最左端（选填“左”或“右”），再调节另一滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V时为止．
②接着调节变阻器R0的滑片到最右端，读出这时电压表的示数为U；
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