Question

7．探究電流與電壓的關(guān)系

[實(shí)驗(yàn)器材]電壓表、電流表、三種不同規(guī)格的滑動(dòng)變阻器（A：“10Ω 1.5A”、B：“20Ω 1A”、C：“50Ω 1A”）、開(kāi)關(guān)、新干電池三節(jié)、定值電阻R=10Ω、導(dǎo)線若干．
[制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]
（1）請(qǐng)依照如圖所示的電路圖，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖中電路連接完整，要求滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑時(shí)，電流表示數(shù)變大．導(dǎo)線不能交叉；
[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)]
（2）小蓮按要求正確連接電路，且電路元件完好．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度外的位置，其原因可能是定值電路斷路（任意寫(xiě)出一個(gè)）
（3）小蓮在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片．測(cè)出通過(guò)電阻R的不同電流和對(duì)應(yīng)的電壓值．如表所示：

U/V	1.0	2.0	3.0
I/A	0.1	0.2	0.3

要測(cè)出表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的滑動(dòng)變阻器規(guī)格為C（選填規(guī)格的編號(hào)即可）
[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]
（4）通過(guò)上表中的數(shù)據(jù)．我們可以得出：當(dāng)電阻不變時(shí)，電流與電壓成正比．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題目要求，連接電路；
（2）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的位置，原因可能是：閉合開(kāi)關(guān)前沒(méi)將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)阻值最大處或者是定值電路斷路；
（3））①由描點(diǎn)法可得出U-I圖象，即在坐標(biāo)上找到每組電流、電阻值對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后用線連點(diǎn)即可；
②由圖象可知，電壓與電流成正比，由表中數(shù)據(jù)找出電壓與對(duì)應(yīng)的電流，由歐姆定律可求出導(dǎo)體電阻；
（4）當(dāng)R兩端電壓最小時(shí)，電流最小，電路中總電阻最大，根據(jù)歐姆定律計(jì)算變阻器此時(shí)連入阻值，從而確定變阻器的規(guī)格．

解答 解：（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，要求電路中的電流變大，則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)將左下角接線柱接入電路；電源為三節(jié)干電池，電源電壓為4.5V，電路中的最大電流為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{4.5V}{10Ω}$=0.45A，電流表選擇0～0.6A量程，如圖所示；

（2）閉合開(kāi)關(guān)后，電壓表偏轉(zhuǎn)至滿刻度的原因可能是：定值電阻斷路、滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值太小等；
（3）根據(jù)題意可知，電源電壓U=3×1.5V=4.5V；
根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，定值電阻兩端的最小電壓為1V，最小電流為0.1A；
定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，當(dāng)R兩端電壓最小時(shí)，電流最小，電路中總電阻最大，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大；
此時(shí)變阻器連入的阻值：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4.5V-1V}{0.1A}$=35Ω，
所以實(shí)驗(yàn)時(shí)選用的變阻器規(guī)格是：50Ω 1A；
（4）分析表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電阻不變時(shí)，電流與電壓成正比．
故答案為：
（1）如圖所示；（2）定值電路斷路；（3）C；（4）當(dāng)電阻不變時(shí)，電流與電壓成正比．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵：一是連接實(shí)物電路圖時(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片移到最大阻值處，電壓表根據(jù)電源電壓選量程，電流表根據(jù)電路中最大電流選量程；
二是具備能夠用描點(diǎn)法繪制圖象，從圖象上分析物理量的變化規(guī)律的能力；三是理解額定功率的物理意義，會(huì)測(cè)量用電器的額定功率．