题目内容
8．为了探究电流与电压的关系，金羽设计了图1所示的实验电路图．
（1）实验选用的器材如图2所示，其中电源电压为3V，定值电阻R2=5Ω，滑动变阻器标有“50Ω 1.2A”字样．实验时，小张同学选用电压表的3V量程，电流表的0.6A量程．他选择的电流表量程的理由是滑动变阻器处于最小值为零时，电路中的最大电流为0.6A没有超过电流表的量程．
（2）小张同学根据电路图用笔画线代替导线，将图2中的元件连成电路，但他少画了一条线，请你在图2中帮他补上这条线．
（3）在实验中，为了增大R1两端的电压，小张同学应该将滑动变阻器的滑片向左端滑动．
（4）表是小张同学探究电流与电压关系时记录的几组实验数据．通过对表中数据的分析，可得到的初步结论是：在电阻一定时，导体中的电流跟它两端的电压成正比．
| 实验次数 | l | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 电压/V | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
| 电流/A | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 |
图3-甲是研究欧姆定律的实验，在该实验中：探究导体中的电流与导体两端的电压的关系时，滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压；探究导体中的电流与导体的电阻的关系时，滑动变阻器的作用是控制电阻两端的电压不变；图3-乙是伏安法测小灯泡电阻的实验，在该实验中滑动变阻器的作用是为了多次测量，从而发现温度对小灯泡灯丝电阻的影响．
分析 （1）根据电源电压和滑动变阻器处于最小值时，计算电路中的最大电流，然后与电流表的量程比较即可知道；
（2）沿电流的方向，按照电压表、电流表、滑动变阻器等各元件的使用规则，逐个分析判断；
（3）要增大R1两端的电压，根据串联电路的电压、电阻特点，利用欧姆定律计算出滑动变阻器的阻值变化，即可得出滑片的移动方向；
（4）对数据分析时，注意利用控制变量法，表明初步结论的条件；
（5）在解题时应尽量回忆与每一个实验相关的内容，然后再进行区分比较，找出其相应的异同点．其中滑动变阻器在此各个实验中的作用就是改变电路中的电流，调节部分电路两端的电压．
解答 解：（1）探究电流与电压的关系实验时，滑动变阻器处于最小值为零时，即只有R接入时；
则电路中的电流最大为I=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A；所以电路中的最大电流没有超过电流表的量程0.6A，所以选择0～0.6A；
（2）顺着电流流向观察，很明显主线电源、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关连接正确；而电压表与定值电阻并联时，缺少一根导线，电源由两节干电池组成，总电压为3V，所以电压表选择0～3V的量程，正确连接如图：
（3）在本实验中，刚闭合开关，滑动变阻器处于阻值最大位置，电路中的电流最小，根据串联电路的电压特点可知，R1两端的电压也是最小值，要增大R1两端的电压，根据U=IR可知，R1的电阻是定值，所以应增大电路中的电流，即滑动变阻器的接入电路的阻值减小，即小张同学应该将滑动媳器的滑片左移动．
（4）由实验数据可知，电压增大几倍，电流随着增大几倍，所以依据控制变量法得：在电阻一定时，电流跟电压成正比．
（5）探究电流与电压的关系，需改变电阻两端的电压；
探究电流与电阻的关系，需保持电阻两端的电压不变；
伏安法测量小灯泡的电功率，需改变灯泡两端的电压和通过灯泡的电流进行多次测量，得出温度对小灯泡灯丝电阻的影响，这些都由滑动变阻器来完成．
故答案为：（1）滑动变阻器处于最小值为零时，电路中的最大电流为0.6A没有超过电流表的量程；（2）见上图；（3）左；（4）在电阻一定时，导体中的电流跟它两端的电压成正比；（5）改变电阻两端的电压；控制电阻两端的电压不变；温度．
点评 题考查的知识点较多，电表的量程选择时要结合待测电阻和电源电压来分析，注意实物连线经常出现的故障是在接电表时正负接线柱上；接变阻器时一定要“一上一下”“上任意，下注意”．对滑动变阻器在不同实验中的作用，关键是能否知道相关实验的目的和探究方法是解决本题的关键．
（1）请你说出小航在实验中存在的错误是更换电阻后，没有移动滑片位置使电压表示数保持不变．
（2）小航改正错误后重新进行实验，得到的数据如下表所示，根据表中实验数据得到的结论是在电压一定时，电流和电阻成反比．
| 物理量 实验次数 | 电阻 R/Ω | 电流 I/A |
| 1 | 5 | 0.48 |
| 2 | 10 | 0.24 |
| 3 | 20 | 0.12 |
（4）在实验时，先用5欧的定值电阻进行实验，使电压表的示数为2.4V，再换用10欧的定值电阻时，某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置，合上开关后，电压表的示数将大于2.4V（选填“大于”、“小于”或“等于”）．此时应向右（选填“右”或“左”）调节滑片，使电压表的示数仍为2.4V．
表1
| 实验序号 | U1/V | I/A |
| 1 | 1.0 | 0.10 |
| 2 | 1.5 | 0.15 |
| 3 | 2.0 | 0.20 |
| 实验序号 | R1/V | I/A |
| 1 | 4 | 0.30 |
| 2 | 8 | 0.21 |
| 3 | 12 | 0.17 |
（2）根据表1、表2中实验数据回答问题：
①分析表1中的数据可知：电阻一定时，电流与电压成正比．
②分析表2中的数据可知：电流与电阻不成（选填：“成”或“不成”）反比，其原因是没有控制点阻两端的电压不变．
| 实验序号 | 材料 | 物体质量（kg） | 下落高度（m） | 下落时间（s） |
| 1 | 铁球 | 1 | 20 | 1.96 |
| 2 | 铁球 | 1 | 30 | 2.47 |
| 3 | 铅球 | 1 | 20 | 1.96 |
| 4 | 铅球 | 2 | 20 | 1.96 |
猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关；
猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关．
为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下：
（1）为了验证猜想一，应比较实验序号1和3，结论是：物体下落的快慢与材料无关；
（2）小敏同学也对这个问题进行了研究，她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，她发现两者下落时间不相等（填“相等”或“不相等”），原因是：纸所受的空气阻力相对于纸的重力不能忽略不计．
物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气的阻力相对于物体的重力可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动，为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，小刚同学有如下猜想：猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关；
猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关；
猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关．
为了验证猜想的正确性，小刚和几位同学用三个金属球做了一系列实验，数据记录如表：
| 实验序号 | 材料 | 物体质量/kg | 下落高度/m | 下落时间/s |
| 1 | 铁球 | 0.1 | 20 | 1.96 |
| 2 | 铁球 | 0.1 | 30 | 2.47 |
| 3 | 铅球 | 0.1 | 20 | 1.96 |
| 4 | 铅球 | 0.2 | 20 | 1.96 |
（2）实验结论：自由落体运动时间与物体下落的高度有关．
（3）如图是小刚同学用照相机每隔相等的时间自动拍照一次，拍下的小球下落时的运动状态，可以看出小球在做变速（选填“匀速”或“变速”）直线运动．
（4）小莉同学也对这个问题进行了探究，她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，她发现两者下落时间不相等，原因是空气阻力对纸团的影响较大，不能忽略．
每分钟通过导体横截面的电量为30C，导体两端的电压为6V，求：