Question

5．某校課外物理興趣小組利用如圖所示電路進行了一次物理實驗探究活動．此實驗中使用了如下器材：6V蓄電池組一個；學生用電流表和電壓表各一個；5Ω定值電阻一個；0～10Ω滑動變阻器一個；開關一個；導線若干．
（1）探究步驟：
①先使滑片在滑動變阻器最右端，閉合開關，讀出并記錄此時電壓表示數(shù)V₁和電流表示數(shù)I₁；
②調(diào)節(jié)滑片的位置，使它移動到滑動變阻器中點（假設可精確調(diào)節(jié)），讀出并記錄此時電壓表示數(shù)V₂；

探究步驟	①	②	③
電壓表示數(shù) 單位（V）	V1	V2	V3

③調(diào)節(jié)滑片的位置，使它移動到滑動變阻器最左端，讀出并記錄此時電壓表示數(shù)V₃和電流表示數(shù)I₃．請你根據(jù)所學知識和以上的探究步驟，填出該小組讀出的電壓表的三次示數(shù)．
（2）滑片在滑動變阻器最右端時的電流表示數(shù)I₁和滑片在滑動變阻器最左端時電流表示數(shù)I₃的比值是1：3．
（3）該小組進行的實驗是探究電阻一定的情況下，電流與電壓關系．在實驗成功的基礎上，探究出的結論應該是：電阻一定時，電流與電壓成反比．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出滑片位于右端、中點和左端時電路中的電流，利用歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)；當滑片位于左端時，電壓表測電源的電壓；
（2）根據(jù)歐姆定律求出滑片在滑動變阻器最左端時電流表示數(shù)，然后求出I₁與I₃的比值；
（3）本題中定值電阻的阻值不變，探究的是電流與電壓的關系，分析電流和電壓的變化關系，然后得出結論．

解答 解：（1）因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑片位于右端和中點時電路中的電流：
I₁=$\frac{U}{R+{R}_{滑}}$=$\frac{6V}{5Ω+10Ω}$=0.4A，I₂=$\frac{U}{R+\frac{{R}_{滑}}{2}}$=$\frac{6V}{5Ω+\frac{10Ω}{2}}$=0.6A，
則電壓表的示數(shù)分別為：
U₁=I₁R=0.4A×5Ω=2V，U₂=I₂R=0.6A×5Ω=3V，
當滑片位于左端時，電壓表測電源的電壓，其示數(shù)U₃=6V，
則三次電壓表的示數(shù)如下表所示：

探究步驟	①	②	③
電壓表示數(shù) 單位（V）	V1	V2	V3
	2	3	6

（2）當滑片位于左端時，電路為R的簡單電路，則電流表的示數(shù)：
I₃=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{5Ω}$=1.2A，
則I₁：I₃=0.4A：1.2A=1：3；
（3）由實驗過程可知，小組進行的實驗是電阻一定時，電流與電壓的關系，
電阻的阻值R=5Ω，兩端的電壓依次為2V、3V、6V，通過的電流依次為0.4A、0.6A、1.2A，則電流的變化倍數(shù)和電壓的變化倍數(shù)相等，
故可得結論：電阻一定時，電流與電壓成正比．
故答案為：
（1）數(shù)據(jù)如上表所示；
（2）1：3；
（3）電阻；電流與電壓；電阻一定時，電流與電壓成正比．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用，關鍵是利用控制變量法得出實驗探究的目的和結論．