Question

18．在探究“电流与电阻的关系”实验过程中，老师给同学们准备了以下器材：蓄电池（6V）、电流表（0-0.6A，0-3A ）、电压表（0-3V，0-15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω各1个）、开关、滑动变阻器（1.5A，20Ω）、导线若干．

（1）连接电路时，开关应处于断开（选填“断开”或“闭合”）状态．
（2）小明按图甲连好电路后，闭合开关发现电压表和电流表都无示数，经检查，漏接了一根导线，如图乙，请你帮小明补接上．
（3）补接后，小明先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器使电压表示数为2V，电流表示数如图丙为0.4A；再将5Ω的电阻更换为10Ω电阻，为了使电压表示数仍为2V，应将滑动变阻器适当向右（选填“左”或“右”）移动．
（4）当小明再换接15Ω电阻时，无论怎样调节滑动变阻器，都不能使电压表示数为2V，分析其可能的原因滑动变阻器最大阻值太小（或定值电阻两端电压太低或电源电压太高）．（答出一种情况即可）
（5）同组的小娟同学思考了一会，在不增减器材的条件下解决了这一问题，完成了实验，数据如表：

电阻R/Ω	5	10	15
电流I/A	0.6	0.3	0.2

实验结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比．
（6）本实验采用的方法是控制变量法．
（7）利用该电路还能完成的实验有：探究电流与电压的关系（写出一个名称即可）．

Answer 1

分析 （1）为了安全，连接电路过程中，开关应该断开；
（2）滑动变阻器应一上一下串联在电路中；
（3）根据量程读出电流表的示数；
当换接阻值更大的电阻后，电阻两端的电压会增大，然后确定滑动变阻器的阻值变化，得出滑片的移动方向；
（4）根据串分压的知识结合欧姆定律分析造成现象的原因；
（5）分析表格中数据得出电流和电阻的反比例关系；
（6）由于电流与电压、电阻有关，实验中要用到控制变量法；
（7）根据实验电路及电学实验可知，该实验还可探究电流和电压的关系、测量电阻的阻值及功率等实验．

解答 解：（1）连接电路时，开关应处于断开状态；
（2）将滑动变阻器与电阻串联，滑动变阻器已接了上面一个接线柱，应再接下面一个接线柱，如图所示：

（3）由图丙知，电流表的量程为0～0.6A，示数为0.4A；
将5Ω的电阻更换为10Ω电阻，根据串分压的知识，电压表的示数将变大，为使电压表的示数不变，应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向右移动；
（4）换接15Ω电阻时，根据串分压的知识，电压表的示数变大，为使电压表的示数不变，所需滑动变阻器的阻值更大，电压表的示数无法达到2V，可能是滑动变阻器的阻值太小或是定值电阻两端的电压保持太低或是电源电压太高造成；
（5）由表格中数据知，电阻与电流的乘积不变，可得电压不变，导体中的电流与导体的电阻成反比；
（6）该实验中始终保持电阻两端的电压不变，用到的是控制变量法；
（7）根据此电路还可保持电阻不变，通过变阻器改变电阻两端的电压，探究电流和电压的关系；也可测量电阻的阻值及电功率．
故答案为：（1）断开；
（2）见上图；
（3）0.4；右；
（4）滑动变阻器最大阻值太小（或定值电阻两端电压太低或电源电压太高）；
（5）电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；
（6）控制变量法；
（7）探究电流与电压的关系．

点评 此题是探究电流和电阻的关系，考查了控制变量法的应用及滑动变阻器的使用，涉及到了串分压的知识．