题目内容

20.如图甲所示是“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路,其中R是定值电阻.
(1)电路中有一根导线的连接不适宜,需要改接.请在这根导线上打“×”,并画出改接的导线.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最右端(左/右).
(2)闭合开关,三次调节变阻器,得到表一中的数据.由这些数据:
①可看出这是探究电流与电压的关系;
②分析实验数据,可概括出结论:电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比.
表一 
实验序号123
电压/V2.02.42.8
电流/A0.400.480.56
表二
实验序号123
电压/V0.51.21.5
电流/A0.500.400.30
(3)在探究电流与另一个物理量的关系时,需要多次更换电阻.并且每次更换后都要调节变阻器,使电压表的示数不变(“增大”、“减小”或“不变”).
(4)小明根据自己的想法设计了另一种实验电路(如图乙所示).其中,MN是一根金属电阻丝,Q是一个金属夹.主要实验步骤是:先将Q移到最左端,再调节滑动变阻器,确保电流不超过电流表所选用的量程;然后从左向右且有间隔地改变金属夹的位置,得到表二中的数据;最后分析数据得出结论.但是,由小明的实验,虽然可看出“电阻越大电流越小”,但无法得到“电流与电阻成反比”的关系.请分析小明的实验,具体指出存在的问题:改变连入电路中电阻丝MQ的阻值时,没有移动滑片控制MQ两端电压不变,同时无法知道导体电阻的大小.

分析 (1)在实物电路的连接中,要特别注意电流表、电压表、滑动变阻器的接法,注意电流表、电压表量程的选择和正负接线柱的接法;
(2)分析表格中数据,得出电流和电压的正比例关系;
(3)要探究电流和电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变,改变电阻的阻值;
(4)要探究电流和电压、电阻的关系,需用控制变量法.

解答 解:(1)由图1知,电源由两节干电池组成,最大电压为3V,所以电压表应选择0~3V的量程,而图中选择的是0~15V的量程,选择不当,改图如图所示:

由图知,滑动变阻器的下面接了左边的A接线柱,闭合开关前,应将滑片移至右端;
(2)①由表格中数据知,电压变化,电流也变化,所以可以看出电流和电压的关系;
②分析数据,电压和电流的比值为定值,可得电阻不变,导体中的电流和它两端的电压成正比;
(3)要探究电流和电阻的关系,应多次更换不同阻值的电阻,并且每次更换后都要调节变阻器,使电压表的示数不变;
(4)电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,电阻越大,其分得的电压增大,由于总电阻增大,所以电路中的电流减小.要探究电流和电阻的关系,需保持电压不变,改变电阻,小明在实验中电压和电阻同时改变,所以无关得出正确结论.
故答案为:(1)见上图;右;
(2)①电压;②电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比;
(3)电阻;不变;
(4)改变连入电路中电阻丝MQ的阻值时,没有移动滑片控制MQ两端电压不变,同时无法知道导体电阻的大小.

点评 此题是“探究电流与电压、电阻关系”的实验,由于电流与电压和电阻有关,在实验中应用控制变量法,否则无法得出正确结论.

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