Question

7．如圖是小喬和小麗在做“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實驗電路圖．
（1）在探究“電流與電壓的關(guān)系”時，選擇的研究對象是定值電阻R而不是小燈泡，理由是：小燈泡的電阻隨溫度變化；
（2）在探究“電流與電阻的關(guān)系”，所選定值電阻R的阻值分別為5Ω、10Ω和20Ω，并按下列步驟進行實驗：
①將5Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為3V，記下電流表示數(shù)，斷開開關(guān)S；
②用10Ω的電阻替換5Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)仍為3V，記下電流表的示數(shù)，斷開開關(guān)S；
③用20Ω的電阻替換10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)S，當滑動變阻器接入電路的阻值最大時，電壓表的示數(shù)大于3V，實驗無法進行下去．請寫出一種解決問題的方法：換用阻值較大的滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）在探究“電流與電壓的關(guān)系”時要控制電電阻大小不變，由小燈泡的電阻隨溫度的變化而變化分析；
（2）②在探究電流與電阻的關(guān)系，要控制電壓表示數(shù)不變，換上大電阻時，閉合開關(guān)S，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)變大，通過移動變阻器達到電壓表示數(shù)不變的目的；
②根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理分析討論原因并采取相應的措施．

解答 解：
（1）在探究“電流與電壓的關(guān)系”時，要控制電阻大小不變，因小燈泡的電阻隨溫度變化，不是一個定值，故選擇的研究對象是定值電阻R而不是小燈泡；
（2）②在探究電流與電阻的關(guān)系時，要控制不同電阻兩端的電壓不變，用10Ω的電阻替換5Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)S，根據(jù)分壓原理，電壓表的示數(shù)變大，為保持電壓表示數(shù)不變，應調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)仍為3V，記下電流表的示數(shù)；
③設(shè)電源電壓為U，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓U_滑=U-3V，
根據(jù)分壓原理可得$\frac{U-3V}{3V}=\frac{{R}_{1}}{R}$，即$\frac{U}{3V}$-1=$\frac{{R}_{1}}{R}$，
由此式可知，因電源電壓U不變，故等式左邊為一定值，當定值電阻R變大時，變阻器連入電路的電阻也應變大；當滑動變阻器接入電路的阻值最大時，電壓表的示數(shù)大于3V，是因為變阻器的最大阻值太小的原因，故應換用阻值較大的滑動變阻器．
故答案為：（1）小燈泡的電阻隨溫度變化；
（2）②使電壓表的示數(shù)仍為3V；③換用阻值較大的滑動變阻器．

點評 本題探究電流與電壓、電阻的關(guān)系，考查燈的電阻隨溫度的變化而變化，操作過程、控制變量法的運用及對器材的要求．