Question

3．某实验小组利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系．实验用到三只阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，蓄电池（电压为6V且保持不变）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干．

（1）请将图甲的实物电路连接完整（导线不允许交叉），并在如图乙方框内画出对应的电路图；
（2）实验中将5Ω电阻换成10Ω电阻后，应将滑动变阻器的滑片P向A端移动（填“A”或“B”），移动滑片的目的是调节定值电阻两端电压不变．正确操作后，记下电流表的示数，得到电流I随电阻R变化的图象如图丙所示，由图象可得出的结论是在电压一定时，导体中的电流与电阻成反比．
（3）该实验小组同学又找了一个小灯泡换下电阻R，接着探究了小灯泡电流与电压的关系，测得了多组数据，画出了小灯泡电流随电压变化的图象如图丁，他们画出的图象可能是A，理由是灯泡电阻随温度升高而增大．
（4）实验时闭合开关，两表均有示数，然后将灯泡从灯座中取走，电流表没有（有/没有）示数，电压表有（有/没有）示数．

Answer 1

分析 （1）图甲中还未连入的元件有电压表和滑动变阻器，电压表应并联到定值电阻两端，滑动变阻器按照“一上一下”连入电路．根据实物图画出电路图；
（2）为探究电流与电阻的关系，应控制电阻两端电压不变，更换电阻后，要移动滑片，保持电阻两端电压不变；分析图象，根据图象特点得出结论；
（3）灯泡电阻随温度升高而增大，分析图象，根据图象应用欧姆定律分析答题；
（4）电路断路时，电路没有电流，根据实验操作分析答题．

解答 解：（1）电压表与电阻并联，滑动变阻器一上一下串联接入电路，实物图连接如图：
；
电路图所图：
；
（2）如果将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，说明是探究电流与电压关系的．
换成10Ω电阻后，根据分压原理，定值电阻分得电压增大，故需向A端移动滑片，以增大变阻器分压，使电压表示数保持不变；
分析图象丙可知，在电压一定时，导体中的电流与电阻成反比；
（3）灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，随灯泡电压增大，灯泡实际功率变大，灯泡温度升高，灯丝电阻变大，由图象可知，随电压的增大，图线A所对应电压与电流的比值增大，电阻阻值增大，则图线A是灯泡的I-U图象．
（4）实验时闭合开关，两表均有示数，然后将灯泡从灯座中取走，电压表串联接入电路，所以电流表无示数，电压表有示数且几乎等于电源电压．
故答案为：（1）实物图及电路图如上图所示；（2）A；调节定值电阻两端电压不变；在电压一定时，导体中的电流与电阻成反比；（3）A；灯泡电阻随温度升高而增大；（4）没有；有．

点评 本题以探究电流跟电阻的关系的实验考查了电路连接、控制变量法的应用，图象的分析等．注意“在电阻两端电压保持不变时，通过电阻的电流与该电阻的阻值成反比”的条件是：保持电阻两端电压不变；改变电阻的阻值是去测通过它的电流．