Question

16．小张为了研究“当电阻R两端的电压不变时，通过R的电流与其电阻的关系”，设计了如图甲所示的电路，并选用了若干只不同阻值的定值电阻．

（1）连接实验电路的过程中开关应断开；
（2）请按图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，把图乙中的实物连接图补充完整（要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大）；
（3）闭合开关后，发现电流表指针有明显偏转，但无论怎样移动变阻器的滑片，两表示数均不变．原因是：滑动变阻器同时接上面两个接线柱；
（4）排除故障后，重新做实验．每次更换不同的定值电阻R后，都应移动变阻器的滑片，使电压表的示数不变（选填“电压表”或“电流表”）．他记下了4次实验的电阻值和对应的电流值，描绘成图丙；
（5）由图丙可知，定值电阻R两端的电压是2V；
（6）由图丙得到的结论是：当定值电阻R两端的电压不变时，通过导体的电流与其电阻成反比．

Answer 1

分析 （1）为保护电路安全，连接电路时应断开开关．
（2）将滑动变阻器与电阻串联，且要接一上一下；
（3）电流表有示数，说明没有发生断路，电压表示数接近电源电压，则可能是滑动变阻器短路或同时接了上面两个接线柱的缘故；
（4）要探究电流和电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；
（5）根据图象中任意一组对应的电流和电阻值，代入公式U=IR便可求出电压；
（6）电流和电阻的关系：电压不变，电流和电阻成反比．

解答 解：（1）为保护电路安全，连接实验电路的过程中开关应断开．
（2）将电流表与电阻R串联，已接了上面一个接线柱，应再接下面的接线柱，如图所示：

（3）电压表示数接近电源电压，电流表指针有明显偏转，但无论怎样移动变阻器的滑片，两表示数均不变，则说明滑动变阻器同时接了上面两个接线柱；
（4）探究电流与电阻的关系时，应控制电压不变，故更换电阻后，应移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数不变；
（5）由图象知，当R=5Ω时，I=0.4A，所以U=IR=0.4A×5Ω=2V；
（6）由图丙可知，当定值电阻R两端的电压不变时，通过导体的电流与其电阻成反比．
故答案为：（1）断开；（2）如图所示；（3）滑动变阻器同时接上面两个接线柱；
（4）电压表；（5）2；（6）当定值电阻R两端的电压不变时，通过导体的电流与其电阻成反比．

点评 此题是探究电流和电阻的关系实验，考查了滑动变阻器的作用和连接方法，考查了控制变量法的应用及对图象的分析，并能通过图象分析出电流和电阻的关系．