Question

12．在“探究電流跟電壓、電阻的關系”的實驗中，同學們設計了如圖所示的電路，R為定值電阻．

（1）根據電路圖將圖中的各元件連接成實驗電路．
（2）小芳在連接好電路最后一根導線時，電流表和電壓表的指針都偏轉了，而移動滑動變阻器的滑片，兩電表的示數均無變化．導致上述現象的兩個操作錯誤是：
①連接電路時未斷開開關
②滑動變阻器同時接了上面兩個接線柱或下面兩個接線柱
（3）小明在研究電流跟電阻的關系時，先用5Ω的定值電阻進行實驗，使電壓表的示數3V；再換用10Ω 的定值電阻時，他沒有改變滑動變阻器滑片的位置，閉合開關后，電壓表的示數將大于3V（選填“大于”、“小于”或“等于”），此時調節(jié)滑片使滑動變阻器的阻值變大（選填“變大”或“變小”），使電壓表的示數為3V．
（4）該實驗運用的研究方法是控制變量法；
（5）小明將實驗數據記錄在表1和表2中．
表一：

R=10Ω	電壓/v	1.0	2.0	3.0
	電流/A	0.10	0.20	0.30

表二：

U=3V	電阻/Ω	5	10	15
	電流/A	0.60	0.30	0.20

從表1數據歸納得出的結論是：電阻不變，導體中的電流與它兩端的電壓成正比．
從表2的數據歸納得出的結論是：電壓不變，導體中的電流與它的電阻成反比．
從表1和表2的數據歸納得的公式是I=$\frac{U}{R}$．

Answer 1

分析 （1）根據電路圖連接電路，特別要注意電流表、電壓表和滑動變阻器的接法；
（2）根據連完最后一根就有電流，得出連接電路時未斷開開關；
根據移動滑片，電表的示數不變，得出滑動變阻器的接法；
（3）根據串分壓的知識，電阻變大，分的電壓變大，要使電壓表的示數不變，應該增大變阻器的阻值；
（4）要探究電流與電壓、電阻的關系，應用控制變量法；
（5）根據表一得出電流與電壓的關系，根據表二得出電流與電阻的關系；結果二者得出歐姆定律公式．

解答 解：
（1）根據電路圖連接實物圖，如圖所示：

（2）小芳在連接好電路最后一根導線時，電流表和電壓表的指針都偏轉了，說明在連接電路過程中未斷開開關；
移動滑動變阻器的滑片，兩電表的示數均無變化，說明滑動變阻器同時接了上面兩個接線柱或下面兩個接線柱；
（3）要探究電流與電阻的關系，應保持電阻兩端的電壓不變，將5Ω的電阻換為10Ω后，由于電阻變大，所以電阻兩端的電壓變大，因此應增大滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數仍為3V；
（4）電流的大小與電阻和電壓兩個因素有關，因此探究過程中，應用到控制變量法；
（5）表一，電阻不變，電壓增大幾倍，電流也增大幾倍，可得電阻不變，導體中的電流與它兩端的電壓成正比；
表二，電阻兩端的電壓不變，電阻增大原來的幾倍，電流就變?yōu)樵瓉淼膸追种�一，可見電壓不變，導體中的電流與它的電阻成反比．
綜合可知導體中的電流與導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻成反比，公式應為：I=$\frac{U}{R}$．
故答案為：
（1）見上圖；
（2）①連接電路時未斷開開關；②滑動變阻器同時接了上面兩個接線柱或下面兩個接線柱；
（3）大于；變大；
（4）控制變量；
（5）電阻不變，導體中的電流與它兩端的電壓成正比；電壓不變，導體中的電流與它的電阻成反比；I=$\frac{U}{R}$．

點評 本題是探究電流與電壓、電阻的關系實驗，考查了實物圖的連接、電路問題的分析、串分壓的有關應用、滑動變阻器的使用及實驗結論的得出．并要注意控制變量法在實驗中的應用．