题目内容
16．在探究“电流与电压、电阻的关系”的过程中，按图1所示连接电路，已知电源电压为3V不变，保持定值电阻R=5Ω不变，闭合开关S后，调节滑动变阻器R′，得到多组数据，如下| 电压/V | 1 | 2 | 3 |
| 电流/A | 0.2 | 0.4 | 0.6 |
探究电流与电阻的关系：
此实验过程中，滑动变阻器的作用是保护电路；保持电阻两端的电压不变．
①让5Ω电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，记录电流表示数；
②将5Ω电阻换成7.5Ω电阻，闭合开关后发现电压表示数大于1.5V，应将滑动变阻器的滑片向右 （填“左”或“右”）移动，当观察到电压表示数为1.5 V时，记录电流表示数；
③将7.5Ω电阻换成15Ω电阻，闭合开关后发现：当滑动变阻器的滑片移动到最右端时，电流表和电压表的示数如图2所示．出现上述情况的原因可能是B
A．滑动变阻器最大阻值太大 B．滑动变阻器最大阻值太小
C．滑动变阻器断路 D．定阻电阻短路．
④根据图读数推测，若不改变电源及滑动变阻器仍保持电电压表的示数为1.5V，所选用的定值电阻最大阻值应为10Ω．
分析 （1）在探究电流跟电压、电阻关系时，应采用控制变量法进行研究．即电阻不变时，研究电流与电压之间的关系，滑动变阻器的作用是：保护电路；改变电阻两端的电压和电流；
（2）电压不变时，研究电流与电阻之间的关系，滑动变阻器的作用是：保护电路；保持电阻两端的电压不变．
②③根据串分压的知识，电阻越大，分得的电压越大，要保持电压表的示数不变，需通过滑动变阻器进行调；
④根据串联电路的分压和欧姆定律计算定值电阻的最大阻值．
解答 解：（1）在探究电流跟电压、电阻关系时，应采用控制变量法进行研究．即电阻不变时，研究电流与电压之间的关系，滑动变阻器的作用是：保护电路；改变电阻两端的电压和电流；
根据表格中的数据得出结论：电阻一定，导体中的电流与电压成正比；
（2）电压不变时，研究电流与电阻之间的关系，滑动变阻器的作用是：保护电路；保持电阻两端的电压不变．
②根据串分压的知识，将5Ω电阻换成7.5Ω电阻，闭合开关后发现电压表示数大于1.5V，所以应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向右滑动，直到电压表示数为1.5V；
③将7.5Ω电阻换成15Ω电阻，当滑动变阻器的滑片移动到最右端时，导体两端的电压太大，则不是电阻短路，并说明滑动变阻器的分得的电压太小，则是由于滑动变阻器阻值太小造成的，故选B；
④电流表的量程为0-0.6A，分度值为0.02A，示数为0.12A，电压表的量程为0-3V，示数为1.8V，根据串联电路电压的规律：滑动变阻器的电压为3v-1.8V=1.2V，滑动变阻器的最大阻值为：$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1.2V}{0.12A}$=10Ω
，因为电源电压为3V，定值电阻的电压为1.5V，故电阻的电压与滑动变阻器的电压相同，电阻也相同，故定值电阻的最大阻值为10Ω．
故答案为：保护电路；改变电阻两端的电压和电流；电阻一定，导体中的电流与电压成正比；保护电路；保持电阻两端的电压不变；②右；③B；④10．
点评 本题考查了滑动变阻器的作用、使用等问题，以及控制变量法的应用，熟悉控制变量法的实施环节并正确运用，是解决此类实验题的关键．
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为了比较水和煤油的吸热能力，江涛用两个相同的装置做了如图所示的实验．（1）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和煤油．
（2）实验中搅拌器的作用是：使液体受热均匀；选用相同酒精灯加热的目的是：使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量．
（3）实验中发现水和煤油加热相同时间，煤油的温度比水的温度升高得快（选填“快”或“慢”），这表明水（选填“水”或“煤油”）吸热本领更强．
（4）在此实验中，如果要使水和煤油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热大于（选填“大于”或“小于”或“等于”）煤油吸收的热量．实验表明，煤油（选填“水”或“煤油”）比热容小．
| 物质 | 质量/g | 初始温度/℃ | 加热时间/min | 最后温度/℃ |
| 水 | 60 | 20 | 6 | 45 |
| 煤油 | 60 | 20 | 6 | 68 |
弹簧测力计下挂一长方体物体．将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中如图甲，图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象．计算：
小明在探究“电流大小与电压、电阻的关系”的实验中（1）请帮他画出实验的电路图于虚线框中
（2）小明通过实验得到数据如表（一）所示，其中第1次实验的电流表示数如图所示，为0.1A，所用电阻R的阻值是10Ω，根据表（一）的数据，可得出什么结论？
（3）小明继续探究电流与电阻的关系，将电阻R先后更换为5Ω和15Ω的电阻进行实验，得到数据如表（二）所示．通过分析表（二）的数据，可知小明在操作过程中存在的错误是没有控制电阻两端电压不变，该正错误后继续实验，他将得出怎样的结论？
（4）综合实验结论，得到的就是欧姆定律．
表（一）
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 |
| 电阻R/Ω | R | ||
| 电压U/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
| 电流I/A | 0.15 | 0.20 | |
| 实验序号 | 3 | 4 | 5 |
| 电阻R/Ω | R | 5 | 15 |
| 电压U/V | 2.0 | 1.5 | 2.3 |
| 电流I/A | 0.20 | 0.30 | 0.15 |
（1）小刚探究“电流与电压的关系”，该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，其作用主要是改变电阻两端的电压；
（2）实验中，所测的数据如表一所示：
| 表一 | ||||
| R=10Ω | 电压/V | 1.5 | 2 | 2.5 |
| 电流/A | 0.15 | 0.2 | 0.25 | |
（3）小军探究“电流与电阻的关系”，所测的数据如表二所示：
| 表二 | ||||
| U=2V | 电阻/Ω | 5 | 10 | 20 |
| 电流/A | 0.4 | 0.2 | 0.1 | |
②由表二数据可得：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比．
（1）如图1所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整（要求：滑片在右端时滑动变阻器接入电路的阻值最大）．
（2）请在图2方框中画出与实物图对应的电路图．
（3）连接电路时，开关应断开，实验开始后，闭合开关，向左移动变阻器滑片，电流表示数变大（填“变大”“变小”“不变”）．
（4）实验数据记录如下：
表一：U=3V
| 实验次数 | R/Ω | I/A |
| 1 | 5 | 0.6 |
| 2 | 10 | 0.3 |
| 3 | 20 | 0.15 |
| 实验次数 | U/V | I/A |
| 1 | 2 | 0.1 |
| 2 | 4 | 0.2 |
| 3 | 6 | 0.3 |
②分析表2数据，可以得出的结论是：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比．
（5）如表1所示，在研究电流与电阻关系时，当把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，下一步操作是：向右（填“左”“右”）调节滑动变阻器的滑片，保持定值电阻两端的电压不变．
（1）结论与欧姆定律不一致的原因是没有保持电阻箱R两端的电压不变．
（2）要得到与欧姆定律一致的结论，你如何帮助小莉改进这个电路？把改后的电路图画在图2方框内．
（3）改进实验后，把符合要求的数据填写在表2中的空格内．
表1
| 次数 | R/Ω | I/A |
| 1 | 5 | 0.6 |
| 2 | 10 | 0.4 |
| 3 | 15 | 0.3 |
| 次数 | R/Ω | I/A |
| 1 | 5 | 0.6 |
| 2 | 10 | 0.3 |
| 3 | 15 |
①测量物体的长度
②用伏安法测量定值电阻的阻值
③探究导体的电流与导体两端电压的关系．
（1）连接电路时，开关应处于断路（选填“断开”或“闭合”）状态．
（2）小明按图甲连好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表无示数，电压表有示数，其原因可能是B（只填序号）．
A．R短路 B．R断路
（3）排除故障后，小明将5Ω的电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表示数为1.5V，电流表示数（如图乙所示）为0.3A．
（4）小明再分别换接10Ω、15Ω的电阻，重复实验，得到表一中另两组数据．分析表一数据，可得出结论：保持电压不变，导体中的电流跟导体的电阻成反比．
表一
| 电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 |
| 电流I/A | 0.15 | 0.10 |
| 电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 |
| 电流I/A | 0.3 | 0.2 | 0.15 |