Question

16．如圖是小紅同學(xué)探究“通過電阻上的電流跟其兩端電壓和電阻的關(guān)系”的電路，所用器材有：電壓恒為4.5V的電源，阻值為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻各一只，“25Ω　lA”的滑動(dòng)變阻器一只，學(xué)生用電流表、電壓表各一只，開關(guān)和導(dǎo)線若干．
（1）在探究“電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)過程中．
①請(qǐng)?jiān)趯?shí)物圖中用筆畫線代替導(dǎo)線完成實(shí)驗(yàn)電路的連接．（要求滑片在最大阻值位置）
②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)出通過電阻R的電流和對(duì)應(yīng)的電壓值如表中所示，試分析：

U（V）	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I（A）	0.1	0.2		0.4	0.5	0.6

表格中所缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為0.3A，得出的結(jié)論是電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與它兩端的電壓成正比．
（2）在探究“電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)過程中，小紅先將5Ω的電阻連入電路中，檢查無誤后閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，并記下相應(yīng)的電流值．再用10Ω的電阻替代5Ω的電阻，此時(shí)滑片應(yīng)向右（選填“左”或“右”）端移動(dòng)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的目的是保持定值電阻兩端電壓一定（或保持電壓表示數(shù)不變）．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與開關(guān)串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知電壓表的量程；滑動(dòng)變阻器按一上一下原則接線，同時(shí)滑片在最大阻值位置，因此選擇離滑片最遠(yuǎn)的下面接線柱；
②通過導(dǎo)體的電流隨所加電壓的增大而增大，并且成倍數(shù)的增加，可以利用電壓與電流的比值判斷此電阻的大小，據(jù)此得出表中所缺值；
（2）將10Ω、20Ω電阻替換5Ω的電阻接入電路中，在電路中分壓增大，應(yīng)該移動(dòng)滑片使導(dǎo)體兩端的電壓不變．
（2）先分析電路中總電阻的變化，再分析電路中電流的改變以及滑動(dòng)變阻器兩端電壓的變化，然后根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)確定電壓表示數(shù)的變化；根據(jù)串聯(lián)電路起分壓作用進(jìn)行分析滑動(dòng)變阻器接入電路中阻值的變化，進(jìn)一步判斷滑片移動(dòng)的方向．

解答 解：（1）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電路中的電流為0.6A時(shí)，電壓表示數(shù)為3V，因此電壓表選擇0～3V的量程，并將電壓表與定值電阻并聯(lián)；
因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的滑片在最右端，因此需將左下接線柱與開關(guān)串聯(lián)，如下圖所示：

②連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
③由表中數(shù)據(jù)可知：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1V}{0.2A}$=5Ω；
I′=$\frac{U′}{R}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A；
得出的結(jié)論為：電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與它兩端的電壓成正比；
（2）在探究“電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)過程中，運(yùn)用控制變量法，保持定值電阻兩端的電壓一定；
滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，當(dāng)用10Ω、20Ω的定值電阻代替5Ω的定值電阻時(shí)，電路中的總電阻變大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變小，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變��；
因?yàn)榇��?lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以定值電阻兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)大于2.5V；
又因?yàn)榇��?lián)電路中電阻越大分得的電壓越大，
所以為保持定值電阻兩端的電壓一定，即保持電壓表示數(shù)為2.5V不變，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，即滑片向右調(diào)節(jié)．
故答案為：（1）①實(shí)物電路如上圖；②0.3；電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與它兩端的電壓成正比；
（2）右；保持定值電阻兩端電壓一定（或保持電壓表示數(shù)不變）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電流跟電壓和電阻的關(guān)系，通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓和電阻兩個(gè)因素有關(guān)，無論是探究實(shí)驗(yàn)，還是得出結(jié)論時(shí)都要使用“控制變量法”；
關(guān)鍵是知道串聯(lián)電路中電阻越大、分得的電壓越大．