Question

2．小科用如圖所示的電路，研究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系（電源電壓不變）．
（1）實(shí)驗(yàn)中，小科每次改變電阻R₁的阻值后，再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)不變．

實(shí)驗(yàn)次序	1	2	3	4	5
R/Ω	10	20	30	40	50
I/A	0.6	0.3	0.2		0.12

（2）小科做第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)，將電阻R₁的阻值從30Ω換成40Ω后，就直接記錄電流表示數(shù)．這個(gè)示數(shù)可能是B．
A.0.2A          B.0.17A          C.0.15A          D.0.13A．

Answer 1

分析 （1）研究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持定值電阻的電壓不變；
（2）研究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系要保持導(dǎo)體兩端的電壓不變，小華將R₁的阻值從30Ω調(diào)為40Ω后，就直接記錄電流表示數(shù)，沒有移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，從而會導(dǎo)致電路中的電流變大．根據(jù)歐姆定律，計(jì)算出當(dāng)R₁兩端的電壓保持不變，且R₁阻值為40Ω時(shí)電路中的電流并與第3次操作中的電流大小進(jìn)行比較，從而作出判斷．

解答 解：（1）研究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持定值電阻的電壓不變，即控制電壓表示數(shù)保持不變；
（2）在實(shí)驗(yàn)操作過程中，電壓表的示數(shù)U=IR=0.6A×10Ω=6V保持不變，當(dāng)將電阻R₁的阻值從30Ω換成40Ω后（滑片位置不動(dòng)），根據(jù)分壓原理，定值電阻電壓變大，即電壓表示數(shù)U′將大于6V，此時(shí)電路中的電流即電流表示數(shù)I′₄=$\frac{{U}^{′}}{{R}_{4}}=\frac{{U}^{′}}{40Ω}$＞I₄=$\frac{U}{{R}_{4}}=\frac{6V}{40Ω}$=0.15A…①；
要保持電壓表示數(shù)不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)，應(yīng)增大變阻器分得的電壓，即增大變阻器連入電路中的阻值大小，當(dāng)按正確的步驟操作時(shí)，電流表的示數(shù)應(yīng)為I₄=$\frac{U}{{R}_{4}}=\frac{6V}{40Ω}$=0.15A，
在第3次實(shí)驗(yàn)中，電流表示數(shù)為I₃=$\frac{{U}_{電源}}{{R}_{3}{+R}_{滑}}=\frac{{U}_{電源}}{30Ω{+R}_{滑}}$=0.2A，
若按小科的做法，電流表的示數(shù)I′₄=$\frac{{U}_{電源}}{{R}_{4}{+R}_{滑}}=\frac{{U}_{電源}}{40Ω{+R}_{滑}}$＜I₃=$\frac{{U}_{電源}}{{R}_{3}{+R}_{滑}}=\frac{{U}_{電源}}{30Ω{+R}_{滑}}$=0.2A…②，
由①②知，0.15A＜I′₄＜0.2A，所以，小科做第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)，將電阻R₁的阻值從30Ω換成40Ω后，就直接記錄電流表示數(shù)．這個(gè)示數(shù)可能是0.17A，答案選B．
故答案為：（1）電壓表；
（2）B．

點(diǎn)評 本題研究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系，考查控制變量法的運(yùn)用及應(yīng)用正確的操作步驟并結(jié)合歐姆定律比較電流的大小，綜合性較強(qiáng)，難度較大．