Question

7．小薇和小亮兩位同學(xué)在“探究電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，電源使用兩節(jié)新干電池，滑動(dòng)變阻器R′的規(guī)格是“20Ω  2A”．

（1）如圖甲所示是小薇畫出的電路圖，小亮進(jìn)行實(shí)物連線如圖乙所示，請(qǐng)你在虛線框內(nèi)把電路圖補(bǔ)畫完整（要求所補(bǔ)畫的元件與實(shí)物電路對(duì)應(yīng)）．
（2）開關(guān)閉合前，小亮發(fā)現(xiàn)電流表的指針在零刻度線左端，如圖丙所示，其原因是A（選填“A”或“B”）
A．電流表沒調(diào)零                B．電流表正負(fù)極接反了
（3）確認(rèn)電路無誤后，閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表示數(shù)為0.5A，電壓表示數(shù)如圖丁所示，記為2.5V；

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	①	②	③	④
電壓/V	0.5	1.2	1.8
電流/A	0.10	0.24	0.34	0.5

（4）排除有拼湊嫌疑的數(shù)據(jù)后，分析數(shù)據(jù)可以提到的結(jié)論是：在電阻不變時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比．
（5）小薇利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還計(jì)算出定值電阻R的阻值為5.1Ω（結(jié)果保留一位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）原圖乙中，變阻器滑片以右電阻絲連入電路中；
（2）開關(guān)閉合前，小亮發(fā)現(xiàn)電流表的指針在零刻度線左端，說明電流表指針沒有調(diào)零；
（3）根據(jù)圖丁電壓表小量程讀數(shù)；
（4）根據(jù)電阻串聯(lián)的規(guī)律，當(dāng)變阻器連入電路中的阻值最大時(shí)，電路中的電流最小，根據(jù)歐姆定律，電壓表示數(shù)最小，與表中數(shù)據(jù)比較確定有拼湊嫌疑的數(shù)據(jù)；
（5）排除有拼湊嫌疑的數(shù)據(jù)后，根據(jù)歐姆定律求出3次測(cè)量的電阻的大小，為減小誤差將3次測(cè)量的平均值作為最后的測(cè)量結(jié)果．

解答 解：（1）電路圖和實(shí)物圖各元件應(yīng)一一對(duì)應(yīng)，所以變阻器滑片以右的電阻絲連入電路中，如下圖所示：

（2）開關(guān)閉合前，沒有電流通過，電流表的指針在零刻度線左端，說明電流表指針沒有調(diào)零，故選A；
（3）圖丁中，電壓表小量程的分度值為0.1V，示數(shù)為2.5V；
（4）由第④組數(shù)據(jù)計(jì)算可知，定值電阻的阻值為5Ω；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值為20Ω時(shí)，電路的總電阻最大，電路中的電流最小，電路中的最小電流I=$\frac{U}{R{+R}_{滑}}=\frac{3V}{5Ω+20Ω}$=0.12A，此時(shí)電壓表的示數(shù)U_R=IR=0.12A×5Ω=0.6V，即為電阻兩端的最小電壓，而第一組數(shù)據(jù)，其電壓值和電流值都低于可能達(dá)到的最小電壓和電流，所以第一組數(shù)據(jù)有拼湊的嫌疑；
排除有拼湊嫌疑的數(shù)據(jù)后，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電壓變?yōu)樵瓉韼妆稌r(shí)，電流也隨之變?yōu)樵瓉淼膸妆叮�因此根�?jù)表中數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論：電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比；
（5）由歐姆定律可得，第②次實(shí)驗(yàn)的阻值為R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}=\frac{1.2V}{0.24A}$=5Ω；
第③次實(shí)驗(yàn)的阻值R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}=\frac{1.8V}{0.34A}$≈5.3Ω；
第④次實(shí)驗(yàn)的阻值R₄=$\frac{{U}_{4}}{{I}_{4}}=\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω；
3次測(cè)量電阻的平均值為R_平均=$\frac{5Ω+5.3Ω+5Ω}{3}$=5.1Ω，即定值電阻R的阻值為5.1Ω．
故答案為：
（1）如上圖所示；（2）A；（3）2.5；（4）電阻；正；（5）5.1．

點(diǎn)評(píng) 本題探究電流與電壓的關(guān)系，考查電路的連接、電流表調(diào)試、電壓表讀數(shù)、串聯(lián)電阻的規(guī)律、歐姆定律、分析數(shù)據(jù)歸納結(jié)論的能力及測(cè)量電阻大小的方法及數(shù)據(jù)處理的能力，綜合性強(qiáng)，有一定難度．