Question

16．小明做探究電流與電阻關系的實驗．

（1）如圖甲所示，用筆劃線代替導線，將電路連接完整．
（2）在AB間接5Ω電阻，閉合開關，向右移動滑片，電流表的示數(shù)變大（選填“變大”“不變”或“變小”），電壓表的示數(shù)變大（選填“變大”“不變”或“變小”）．實驗過程中，電流表示數(shù)如圖乙所示時，小明記錄下電流表的示數(shù)，其值為0.3A．同時他也記下了電壓表的示數(shù)．
（3）在AB間接10Ω電阻，閉合開關，移動滑片，直到電壓表的示數(shù)是1.5V．
（4）如果實驗過程中，出現(xiàn)了電流表有示數(shù)，而電壓表無示數(shù)，則可能出現(xiàn)的故障是：R短路．
（5）分析記錄的數(shù)據(jù)，得出的結論是：在電壓不變的情況下，電流與電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）要探究電流與電阻的關系，需要在電路中串聯(lián)不同阻值的電阻，但保持不同阻值的電阻兩端電壓相同，比較通過電阻的電流與電阻值的對應關系，所以電壓表要與定值電阻并聯(lián)；
（2）電源電壓不變，向右移動滑動變阻器滑片，接入電路電阻減小，所以電路電流增大；在串聯(lián)電路中，導體兩端電壓與其阻值成正比；讀取電流表示數(shù)時，首先明確電流表選擇的量程和對應的分度值，讀數(shù)時視線與指針所在刻度線相垂直；
（3）探究電流與電阻的關系，電阻阻值雖然變化，但兩端電壓不變；
（4）電流表有示數(shù)，則未發(fā)生斷路，電壓表無示數(shù)，則應是與電壓表并聯(lián)的電路短路．
（5）根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)分析．

解答 解：
（1）由圖知，大部分元件以連接完畢，只要將電壓表選擇0～3V量程與定值電阻并聯(lián)即可．實物連接如下：

（2）在串聯(lián)電路中，一個電阻不變，另一個電阻增大，電路總電阻增大，滑片向右滑動時，滑動變阻器接入電路電阻減小，所以電路總電阻減小，電源電壓不變，由公式I=$\frac{U}{R}$知：電路電流增大，電流表示數(shù)變大；
在串聯(lián)電路中，導體兩端電壓與其阻值成正比，滑動變阻器接入電路電阻減小，所以兩端電壓減小，而電源電壓不變，所以定值電阻兩端電壓增大，也就是電壓表示數(shù)變大；
電流表選擇的是0～0.6A，對應的分度值為0.02A，此時的電流為0.3A；
（3）由上知，當定值電阻為5Ω時，兩端電壓為0.3A×5Ω=1.5V；
在AB間接10Ω電阻，閉合開關，移動滑片，仍然要使電阻兩端電壓為1.5V，所以直到電壓表示數(shù)為1.5V時讀數(shù)．
（4）電流表有示數(shù)，電壓表的示數(shù)接近0，說明電阻R兩端無電壓，即電阻R短路．
（5）由數(shù)據(jù)可知：在電壓不變的情況下，電流與電阻成反比．
故答案為：（1）如圖所示；（2）變大；變大；0.3；（3）1.5V；（4）R短路；（5）在電壓不變的情況下，電流與電阻成反比．

點評 此題考查的是探究電流與電阻關系實驗，是電學重要的實驗之一，是驗證歐姆定律的重要內容，正確應用控制變量法是得到客觀實驗規(guī)律的前提．