Question

4．某實驗小組的同學在“探究歐姆定律”時，選用的器材有：兩節(jié)新干電池、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動變阻器、一個5Ω的定值電阻，導線若干等．

（1）不完整的電路如圖（甲）所示．請用筆面線代替導線，將實物圖連接完整（要求：導線不交叉，電壓表選擇介適的量程，滑片P向左移時，變阻器的阻值變大．
（2）為保證電路安全，連接電路時．開關(guān)應斷開，閉合開關(guān)前應將滑動變阻器的阻值調(diào)至最大．
（3）實驗后，同學們用測得的數(shù)據(jù)繪制了如圖（乙）的圖象，根據(jù)該圖象可以得出的結(jié)論是：導體阻值一定時，導體中的電流大小與導體兩端電壓大小成正比．
（4）在以上實驗中．滑動變阻器除了起保護電路的作用，還有調(diào)節(jié)定值電阻兩端電壓的作用．
（5）另一小組的同學想用以上器材做“研究電壓不變時，電流與電阻的關(guān)系”實驗，但是發(fā)現(xiàn)缺少部分器材，應該增加兩個阻值不一樣的電阻．
（6）接第（5）小題，補充器材后，該小組同學實驗完成后得到了I與R的關(guān)系圖象，如圖（丙）所示．此次實驗中，電壓表的示數(shù)保持2V不變．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器、電阻、電壓表連線不完整，把電壓表、電阻串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在電阻兩端．
（2）為保證安全，連接電路時，開關(guān)應斷開，滑動變阻器阻值應最大，據(jù)此分析解答．
（3）由圖乙知I-U圖象是一條直線，說明U與I成正比．
（4）電流與電壓和電阻有關(guān)，要探究電流與電壓的關(guān)系，應保持電阻不變，改變電壓；要探究電流和電阻的關(guān)系，應保持電阻兩端的電壓不變，改變電阻．根據(jù)實驗的目的判斷滑動變阻器的作用．
（5）研究電流與電壓的關(guān)系，應該控制電阻兩端的電壓不變，更換不同的定值電阻．
（6）由圖象丙可以看出，電壓一定時，電流與電阻成反比，根據(jù)U=IR計算出電阻兩端的電壓值．

解答 解：（1）滑動變阻器A或者B接線柱與開關(guān)左端接線柱相連，電壓表的“3”接線柱與電阻右端接線柱相連，如下圖所示：

（2）為保證電路安全，連接電路時，開關(guān)應斷開，閉合開關(guān)前應將滑動變阻器滑片置于阻值最大處．
（3）實驗后，同學們用測得的數(shù)據(jù)繪制了如圖（乙）的圖象，根據(jù)該圖象可以得出的結(jié)論是：電阻一定時，導體中的電流與導體兩端電壓成正比．
（4）探究電流與電壓的關(guān)系時，應保持電阻不變，改變電壓；所以滑動變阻器的作用除了保護電路外，還起到調(diào)節(jié)定值電阻兩端電壓的作用．
（5）另一小組的同學想用以上器材做“研究電壓不變時，電流與電阻的關(guān)系”實驗，需要增加阻值不同的定值電阻．
（6）由圖象可知：I=0.1A，R=20Ω；
由I=$\frac{U}{R}$得：U=IR=0.1A×20Ω=2V，電壓表測量定值電阻兩端的電壓，所以電壓表的示數(shù)是2V．
故答案為：（1）如上圖；
（2）斷開；最大；
（3）導體阻值一定時，導體中的電流大小與導體兩端電壓大小成正比；
（4）調(diào)節(jié)定值電阻兩端電壓；
（5）兩個阻值不一樣的電阻；
（6）2．

點評 探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”時，必須采用控制變量法的思想，研究電流與電阻的關(guān)系時，控制電壓不變；研究電流與電壓的關(guān)系時，控制電阻值大小不變，是中考考查的重點實驗之一．