Question

9．探究“电压一定时，通过导体的电流与电阻的关系”．
（1）请用笔画线代替导线，将如图所示的实验电路连接完整；
（2）该同学检查电路连接正确，合上开关，可是无论怎样移动滑片，电压表示数总为3V不变，你认为发生故障的原因可能是R₁处断路或滑动变阻器R₂处短路．
（3）排除故障后，将5Ω电阻接入电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为2V时，记下电流表的示数．
（4）在做完第一次实验后，接下来的操作是：断开开关，将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻，再将滑动变阻器的滑片滑到右（选填“左”或“右”）端，然后闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2V时，读出电流表的示数．
（5）继续使用不同阻值的电阻，重复上述操作，分析实验数据可以得出的结论是：当电压一定时，电流与电阻成反比．
（6）本实验中测量了多种数据，爱思考的冬冬想到：在许多实验中都需要进行多次测量，你认为下列实验中多次测量的目的与本实验相同的是③（填序号）．
①测物体的长度；②伏安法测定值电阻的阻值；③探究重力大小与质量的关系．

Answer 1

分析 （1）由于电源是两节干电池串联，电源电压为3V，由题目可知电路中的最小电阻为5Ω，利用欧姆定律可求电路中的最大电流，确定电流表的量程，补充完成实物连接图；
（2）电压表示数总为3V不变，即电阻两端的电压等于电源电压，可能是与电压表并联的电路断路或与电阻串联的滑动变阻器短路．
（4）探究电流与电阻的关系，应控制电阻两端电压保持不变，更换电阻后要移到滑片，使电压表示数保持不变；
（5）通过导体的电流与电阻的关系：当电压一定时，电流与电阻成反比；
（6）探究了电阻上的电流跟两端电压关系的实验中，多次测量是为了寻找普遍规律，探究重力大小与质量的关系也是采用同样的方法．

解答 解：
（1）由于电源是两节干电池串联，电源电压为3V，由题目可知电路中的最小电阻为5Ω，电路中的最大电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，故电流表的量程选择0～0.6A；将电流表串联接入电路，如图所示：

（2）移动滑片，电压表示数总为3V，说明电压表测的是电源电压，可能原因：R₁处断路或滑动变阻器R₂处短路；
（4）改接10Ω的电阻后，电阻变大、分压变大，电压表的示数变大，此时为保持电阻两端的电压不变，即保持电压表的示数保持2V不变，应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向右端滑动．
故答案为：
（5）继续使用不同阻值的电阻，重复上述操作，分析实验数据可以得出的结论是：当电压一定时，电流与电阻成反比；
（6）测物体的长度和伏安法测定值电阻的阻值的实验中，多次测量的目的是为了求平均值以减小误差；
探究“电流跟电压、电阻的关系”和重力大小与质量的关系时，多次测量的目的是从不同情况中找到普遍规律．
故答案为：
（1）如图所示；
（2）R₁处断路；滑动变阻器R₂处短路；
（4）右；2；
（5）当电压一定时，电流与电阻成反比；
（6）③．

点评 本题为探究“电流与电压和电阻的关系”实验，考查了实物图的连接、电路故障分析、实验数据分析能力、串联电路的分压特点、滑动变阻器的作用等，知识点较多，回答结论时注意谁与谁成正比，不要说成电压与电流成正比，易错点！