Question

5．在“探究電流與電壓的關(guān)系”的實驗中，電源電壓為3V，定值電阻為10Ω，滑動變阻器規(guī)格為“10Ω　3A”．
（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的實驗電路連接完整（導(dǎo)線不能交叉）；
（2）合上開關(guān)，向左移動滑動變阻器的滑片，電流表的示數(shù)將變大（填“變小”“變大”或“不變”）；
（3）通過定值電阻電流的變化范圍是0.15A～0.3A；
（4）實驗數(shù)據(jù)記錄如表，分析實驗數(shù)據(jù)可得：電阻一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
電壓U/V	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4	2.6	2.8
電流I/A	0.16	0.18	0.20	0.22	0.24	0.26	0.28

（5）實驗中，如果用小燈泡代替定值電阻進行探究，是否可以？不可以理由是由于燈泡電阻隨溫度的變化而變化，不是定值．
（6）某組同學(xué)連接好實物圖后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)幾乎為零，電壓表示數(shù)約為電源電壓，其故障可能是燈泡斷路．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電壓確定電壓表量程，把燈泡、電流表、開關(guān)串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
（2）由電路圖可知，電阻R與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測電路電流；當(dāng)滑片向左移動時，滑動變阻器接入電路的阻值變小，電路總電阻變小，電源電壓不變，由歐姆定律可以判斷電流表示數(shù)變化情況．
（3）由電路圖可知，當(dāng)滑片位于最右端時，電阻R與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點以及歐姆定律即可求出電路中的最小電流；當(dāng)滑片位于最左端端時，電路為R的簡單電路，根據(jù)歐姆定律即可求出電路中的最大電流．
（4）此題中實驗?zāi)康氖翘骄侩娏髋c電壓的關(guān)系，因此要用到控制變量法，把握表中數(shù)據(jù)的相同點與不同點是得出結(jié)論的入手點．
（5）探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系時，要控制電阻阻值保持不變，而燈泡電阻不是定值，隨溫度的變化而變化，據(jù)此分析答題．
（6）閉合開關(guān)，電流表示數(shù)幾乎為零，可能是電路電阻太大；電壓表示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表與電源兩極相連，電壓幾乎全部加在電壓表所在部分電路，說明電壓表所在部分電路電阻極大，可能的原因是與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路，電壓表直接串聯(lián)在電路中．

解答 解：（1）電源電壓為3V，電壓表應(yīng)選0～3V量程，把燈泡、電流表、開關(guān)串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，實物電路圖如圖所示．

（2）當(dāng)P向左移動時，滑動變阻器接入電路的阻值變小，
電路總電阻R變小，電源電壓U不變，由I=$\frac{U}{R}$可知電路電流變大，電流表示數(shù)變大．
（3）根據(jù)電路圖可知，當(dāng)滑片位于最右端時，電阻R與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，電路中的電阻最大，電流最小，即I_min=$\frac{U}{{R}_{總}}$=$\frac{3V}{10Ω+10Ω}$=0.15A；
當(dāng)滑片位于b端時，電路為R的基本電路，電路中的電阻最小，電流最大，即I_max=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A；
因此電路中電流的變化范圍為0.15A～0.3A．
（4）在表中，導(dǎo)體的電阻10Ω一定，導(dǎo)體兩端的電壓從1.6V到1.8V再到2.0V、2.2V、2.4V、2.6V，2.8V相對應(yīng)的，導(dǎo)體中的電流從0.16A到0.18A再到0.20A、0.22、0.24、0.26、0.28．電壓增加幾倍，電流也增加幾倍，故得結(jié)論：電阻一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比．
（5）由于燈泡電阻隨溫度的變化而變化，不是定值，不能用小燈泡代替定值電阻R探究“通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”實驗．
（6）閉合開關(guān)，電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表示數(shù)接近電源電壓，分析可知故障原因是：燈泡斷路，電壓表直接串聯(lián)在電路中．
故答案為：（1）見上圖：
（2）變大；
（3）0.15A～0.3A；
（4）電阻一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
（5）不可以；由于燈泡電阻隨溫度的變化而變化，不是定值；
（6）燈泡斷路．

點評 本題考查了連接實物電路圖、電路故障分析、滑動變阻器的調(diào)節(jié)、串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用等，難易程度適中，連接實物電路圖時要注意電表量程的選擇，注意電表正負接線柱不要接反．