Question

6．某同學(xué)在做探究“電流與電阻的關(guān)系”實驗時，老師提供的實驗器材有干電池兩節(jié)、開關(guān)一個、滑動變阻器一個、電流表一個、電壓表一個、定值電阻和導(dǎo)線若干．

（1）請按要求設(shè)計電路圖并將它畫在圖1的虛線方框中．

物理量 實驗次數(shù)	電阻 R（Ω）	電流 I（A）
1	5	0.48
2	10	0.24
3	20	0.12

（2）實驗中，該同學(xué)先將5Ω的電阻R接入電路，將滑動變阻器阻值調(diào)至最大處，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器后讀出電流表的示數(shù)，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中．然后再分別用10Ω電阻替換5Ω電阻，讀出電流表的示數(shù)，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中．他在實驗操作過程中的錯誤之處是沒有控制電阻兩端電壓不變．
（3）同組的小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)錯誤后重新進(jìn)行實驗，得到的數(shù)據(jù)如表所示．根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是：在電壓一定時，電流與電阻成反比．
（4）該同學(xué)發(fā)現(xiàn)用這個電路還可以測出一個小燈泡的電阻，于是他用小燈泡替換20Ω的電阻后，繼續(xù)進(jìn)行實驗．電表測得示數(shù)如圖2所示，可知小燈泡的阻值是8Ω．

Answer 1

分析 （1）從電源正極出發(fā)分析電流路徑，判斷電路的連接方式和電表的測量對象；
（2）在研究電流與電阻的關(guān)系時，應(yīng)該控制電阻兩端的電壓不變，是通過移動滑動變阻器的滑片實現(xiàn)的；
（3）分析實驗數(shù)據(jù)，確定變量和不變量，根據(jù)控制變量法實驗的結(jié)論形式歸納實驗結(jié)論；
（4）根據(jù)電流表、電壓表量程和分度值，讀出示數(shù)，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$算出電阻．

解答 解：（1）分析電流路徑發(fā)現(xiàn)，電阻和滑動變阻器組成串聯(lián)電路，電流表測電流，電壓表測量電阻兩端的電壓，電路圖如圖所示：

（2）探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)控制電阻兩端電壓不變，實驗中沒有控制電阻兩端的電壓不變，這是錯誤的．
（3）從小周正確操作后記錄的數(shù)據(jù)來看，每次實驗的電壓值是相同的為U=RI=5Ω×0.48A=2.4V，電阻的成倍增大，電流成倍減小，因此會得出在電壓一定時，電流和電阻成反比的結(jié)論．
（4）電壓表的量程為0-3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.4V；電流表的量程為0-0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.3A}$=8Ω．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）沒有控制電阻兩端電壓不變；（3）在電壓一定時，電流與電阻成反比；（4）8．

點評 本題考查探究電流與電阻的關(guān)系，重點在實驗的操作、結(jié)論的得出上，特別注意這個實驗的條件是“電壓一定”．