Question

15．如圖甲所示是“探究電流與電壓，電阻關系”的實驗電路．其中R是定值電阻．

（1）電路中有一根導線的連接不適宜，需要改接，請在這根導線上打×，并畫出改接的導線，閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片p移動到最右端（左/右）
（2）閉合開關，三次調(diào)節(jié)變阻器，得到表一中的數(shù)據(jù)，由這些數(shù)據(jù)
①可看出這是探究電流與電壓的關系；
②分析實驗數(shù)據(jù)，可概括出結論：電阻一定時，通過電阻的電流與它兩端的電壓成正比．
（3）在探究電流與另一個物理量的關系時，需要多次更換電阻，并且每次更換后都要調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)不變（增大，減小或不變）
（4）小明根據(jù)自己的想法設計了另一種實驗電路（如圖乙所示），其中，MN是一根金屬電阻絲，Q是一個金屬夾，主要實驗步驟是：現(xiàn)將Q移動最左端，再調(diào)節(jié)滑動變阻器，確保電流不超過電流表所用的量程，然后從左向右且有間隔的改變金屬夾的位置，得到表二中的數(shù)據(jù)，最后分析數(shù)據(jù)得出結論．但是，由小明的實驗，雖然可看出電阻越大電流越小，但是無法得到“電流與電阻成反比”的關系，請分析小明的實驗，具體指出存在的問題改變連入電路中電阻絲的阻值時，沒有移動滑片控制電阻絲兩端電壓不變．
表一　

實驗序號	1	2	3
電壓/V	2.0	2.4	2.8
電流/A	0.40	0.48	0.56

表二

實驗序號	1	2	3
電壓/V	0.5	1.2	1.5
電流/A	0.50	0.40	0.30

Answer 1

分析 （1）在實物電路的連接中，要特別注意電流表、電壓表、滑動變阻器的接法，注意電流表、電壓表量程的選擇和正負接線柱的接法；
（2）分析表格中數(shù)據(jù)，得出電流和電壓的正比例關系；
（3）要探究電流和電阻的關系，需保持電阻兩端的電壓不變，改變電阻的阻值；
（4）要探究電流和電阻的關系，不斷改變電阻，但要保持電阻兩端的電壓不變，否則不能得出電流與電阻的正確關系．

解答 解：（1）由圖1知，電源由兩節(jié)干電池組成，最大電壓為3V，所以電壓表應選擇0～3V的量程，而圖中選擇的是0～15V的量程，選擇不當，改圖如圖所示：

由圖知，滑動變阻器的下面接了左邊的A接線柱，閉合開關前，應將滑片移至右端；
（2）①由表格中數(shù)據(jù)知，電壓變化，電流也變化，所以可以看出電流和電壓的關系；
②分析數(shù)據(jù)，電壓和電流的比值為定值，可得電阻不變，導體中的電流和它兩端的電壓成正比；
（3）要探究電流和電阻的關系，應多次更換不同阻值的電阻，并且每次更換后都要調(diào)節(jié)變阻器，使電壓表的示數(shù)不變；
（4）電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓，電阻越大，其分得的電壓增大，由于總電阻增大，所以電路中的電流減小．要探究電流和電阻的關系，需保持電壓不變，改變電阻，小明在實驗中電壓和電阻同時改變，所以無關得出正確結論．
故答案為：（1）見上圖；右；
（2）①電壓；②電阻一定時，通過電阻的電流與它兩端的電壓成正比；
（3）電阻；不變；
（4）改變連入電路中電阻絲的阻值時，沒有移動滑片控制電阻絲兩端電壓不變．

點評 此題是“探究電流與電壓、電阻關系”的實驗，由于電流與電壓和電阻有關，在實驗中應用控制變量法，否則無法得出正確結論．