Question

14．為探究電流與電壓、電阻的關(guān)系，兩組同學(xué)分別進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)：

（1）第一組同學(xué)用如圖1所示的電路研究電流與電阻的關(guān)系，他們選后將5Ω、15Ω、25Ω的定值電阻接入電路中A、B兩點(diǎn)間，閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)（如表），由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出電流I跟電阻R不成反比，該實(shí)驗(yàn)中選錯(cuò)的器材是與電阻R串聯(lián)的保護(hù)電阻；請(qǐng)你說出應(yīng)換用的器材：滑動(dòng)變阻器，為保證實(shí)驗(yàn)正確進(jìn)行，還需要的儀器是電壓表．

電阻R/Ω	5	15	25
電流I/A	0.6	0.3	0.2

（2）第二組同學(xué)用如圖2所示的電路研究電流與電阻的關(guān)系，電源電壓保持不變，開關(guān)S閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端移至b端，如表記錄的是電流表和電壓表測(cè)得的數(shù)據(jù)，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是當(dāng)電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比．

電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
電流V/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（3）第二組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值是25Ω．

Answer 1

分析 （1）探究電流跟電阻的關(guān)系時(shí)，采用控制變量法，改變定值電阻的大小，通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，保持電壓一定，記錄電流大小，從而研究電流跟電阻的關(guān)系；
（2）分析表格中數(shù)據(jù)，得出電流與電壓的正比例關(guān)系；
（3）當(dāng)電路中電流最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電阻為零，此時(shí)定值電阻兩端的電壓等于電源電壓，剛閉合開關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值最大，根據(jù)電源電壓、電壓表的示數(shù)及電流值計(jì)算出滑動(dòng)變阻器的最大阻值．

解答 解：（1）“研究導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體電阻”的實(shí)驗(yàn)應(yīng)采取控制變量法，控制電阻R兩端的電壓不變，以5Ω、15Ω和25Ω的定值電阻接入電路，電阻R的改變，使電路A、B兩點(diǎn)間的電壓發(fā)生改變，不能滿足電阻R兩端的電壓保持不變的條件，所以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中電流I與電阻R不成反比；
為了保持電阻R兩端的電壓不變；在電阻R兩端并接上一個(gè)電壓表，并將所串聯(lián)的定值電阻改為滑動(dòng)變阻器，通過移動(dòng)變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)保持不變．
（2）由表格中數(shù)據(jù)知，電阻不變，電壓與電流的比值為一定值，可知當(dāng)電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比；
（3）由表格中數(shù)據(jù)知，當(dāng)剛閉合開關(guān)時(shí)，變阻器的阻值最大，此時(shí)定值電阻兩端的電壓為0.5V，電路中的電流為0.1A；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為零時(shí)，定值電阻兩端的電壓為3V，可知電源電壓U=3V；
可知變阻器阻值最大時(shí)兩端電壓：U_滑=3V-0.5V=2.5V；
由I=$\frac{U}{R}$可知，滑動(dòng)變阻器的最大阻值：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.1A}$=25Ω．
故答案為：（1）與電阻R串聯(lián)的保護(hù)電阻；滑動(dòng)變阻器；電壓表；（2）當(dāng)電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比；（3）25．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究電流與電阻、電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，考查了對(duì)控制變量法的應(yīng)用及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析．（3）問是該題的難點(diǎn)，關(guān)鍵能夠根據(jù)數(shù)據(jù)確定電源電壓及最大阻值時(shí)的電流值，注意應(yīng)用好歐姆定律．