Question

10．探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關系”時，小明連接成如圖1所示的實驗電路．

（1）在這個實驗電路中有一個儀器連接有誤，請你在實物圖中只改變一根導線的連接，使該儀器能正常工作（用“×”標出需要改動的導線，并畫出改接的導線，要求滑片在最右端時連入電路中電阻最大）．
（2）小明改接電路后，閉合開關，電流表指針偏轉情況如圖所示．為提高實驗精確程度，這個電路仍需要改進的地方是電流表應改選用0～0.6A的量程．
（3）小明實驗過程中突然看到電壓表示數變大，電流表示數變?yōu)榱�，則電路中可能的故障是定值電阻斷路．
（4）小明通過實驗得到兩個定值電阻R₁、R₂對應的U-I關系圖象，如圖3所示．由圖象得出：①當電阻一定時，通過導體電流與導體兩端的電壓成正比關系；②定值電阻R₁＜R₂．
（5）小明還想利用這個電路進一步探究“通過導體的電流與導體電阻的關系”，在實驗過程中，小明先后用5Ω，10Ω，15Ω 的電阻替換原來的定值電阻R，某次把定值電阻5Ω 替換成10Ω 時，應向右（選填“左”或“右”）調節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表保持不變，然后再記錄電流表的示數．

Answer 1

分析 （1）觀察實物圖，滑動變阻器接法不對，應采用“一上一下”的接法；
（2）在不超過所測電流的前提下，量程越小測量的精確度越高；
（3）電流表無示數，則電路斷路，電壓表有示數，則與電壓表并聯的電路斷路；
（4）分析圖3可知，電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；當電流相同時，R₂對應的電壓比R₁大，說明R₂的電阻大；
（5）如果要探究“通過導體的電流與導體電阻的關系”必須控制導體兩端的電壓相等，可以通過調節(jié)滑動變阻器的滑片來實現．

解答 解：（1）圖1中，滑動變阻器上面的兩個接線柱接入電路，相當于接入一根導線，起不到保護電路和調節(jié)電壓的作用，應改為“一上一下”接入電路，如圖所示：
．
（2）觀察2圖電流表示數可知，指針偏轉角度很小，示數遠小于0.6A，所以應換用0～0.6A的量程，這樣可以提高測量的精確度．
（3）電流表示數變?yōu)榱�，則電路斷路，電壓表有且變大示數，則與電壓表并聯之外的電路完好，與其并聯的電阻斷路；
（4）分析圖3可知，兩個電阻的電流、電壓圖象都呈正比例圖象，所以，電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；
在縱坐標上取一點作橫坐標的平行線，與兩圖象相交于兩點，則這兩點的電流相同，而R₂對應的電壓大，說明R₂＞R₁；
（5）把定值電阻5Ω 替換成10Ω 時，根據串分壓的知識，電壓表的示數變大，要保持電壓表的示數不變，應增大滑動變阻器的阻值，將滑片向右滑動．
故答案是：（1）如圖所示；
（2）電流表應改選用0～0.6A的量程；
（3）定值電阻斷路；
（4）①正比；②＜；
（5）右；電壓．

點評 此題是探究電流和電壓、電阻關系的實驗，注意控制變量法的應用，實驗中滑動變阻器的作用很大，所以要掌握滑動變阻器的使用方法及連接，同時還涉及到了電路的連接、電路故障的分析、串分壓和電功率公式的應用，難度適當．