Question

（2013?南崗區(qū)二模）曉彤和小雪利用不同阻值的電熱絲探究“電流和電阻的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，其思路是：改變電熱絲的阻值，獲取相應(yīng)的電流，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論．實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)如下表所示．

電阻R/Ω	5	10	15	20
電流I/A	0.60	0.32	0.22	0.18

（1）請(qǐng)你根據(jù)曉彤和小雪的設(shè)計(jì)思路連接電路．（圖有變化）
（2）曉彤和小雪分析表中數(shù)據(jù)后，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是

電熱絲的電阻越大，電流越小

．
曉彤和小雪的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，無法得出“電流跟電阻成正比”的結(jié)論．請(qǐng)你分析其原因（要求有必要的計(jì)算過程）．
（3）曉彤和小雪繼續(xù)思考到：實(shí)驗(yàn)中，電源消耗的電能哪去了呢？為了在原實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，探究這一問題，請(qǐng)你敘述實(shí)驗(yàn)思路（可使用原裝置，也可以增加適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材）

Answer 1

分析：（1）將電流表、滑動(dòng)變阻器、電阻組成串聯(lián)電路；
（2）根據(jù)表格中電阻好電流的大小變化情況得出結(jié)論；
要得出電流和電阻的反比例關(guān)系，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，所以可以分別求出不同電阻時(shí)的電壓值，進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)電流的熱效應(yīng)，當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

解答：解：（1）將電流表、滑動(dòng)變阻器、電阻組成串聯(lián)電路，如圖所示：

（2）由表格中數(shù)據(jù)知，電熱絲的電阻越大，電流越小，但不是成正比的關(guān)系；
由I=

U

R

得，U=IR，
U₁=I₁R₁=0.6A×5Ω=3V，U₂=I₂R₂=0.32A×10Ω=3.2V，U₃=I₃R₃=0.22A×15Ω=3.3V，U₄=I₄R₄=0.18A×20Ω=3.6V；
由于未保持電阻兩端的電壓不變，所以不能得出電流跟電阻成正比的結(jié)論；
（3）當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)，由于電流的熱效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以可以讓原電路工作一段時(shí)間，用手靠近電熱絲，感覺電熱絲發(fā)熱，則說明電源消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
或者將電熱絲轉(zhuǎn)入平底燒瓶，不接觸容器，燒瓶的瓶口插入溫度計(jì)，通電一段時(shí)間后，觀察到溫度計(jì)的示數(shù)升高，可知電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
故答案為：
（1）見上圖；
（2）電熱絲的電阻越大，電流越��；
由表格中數(shù)據(jù)知，U₁=I₁R₁=0.6A×5Ω=3V，U₂=I₂R₂=0.32A×10Ω=3.2V，U₃=I₃R₃=0.22A×15Ω=3.3V，U₄=I₄R₄=0.18A×20Ω=3.6V，未保持電阻兩端的電壓不變；
（3）讓原電路工作一段時(shí)間，用手靠近電熱絲，感覺電熱絲發(fā)熱，則說明電源消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

點(diǎn)評(píng)：探究電流和電阻的關(guān)系中，要得出電流和電阻的反比例關(guān)系，必須保持導(dǎo)體兩端的電壓不變，此題通過結(jié)論的得出和分析，考查了學(xué)生對(duì)條件的掌握，同時(shí)考查了對(duì)電路的連接，特別是電流表和滑動(dòng)變阻器的接法，（3）問中還涉及到了有關(guān)電流熱效應(yīng)的知識(shí)．