Question

16．在“探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓和電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，有如下器材：電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、兩節(jié)干電池、定值電阻R（分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、導(dǎo)線若干．小明在實(shí)驗(yàn)時(shí)連接的電路如圖1所示．

（1）在探究“電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：
①閉合開(kāi)關(guān)前，要將滑動(dòng)變阻器滑片移至A端；電路中滑動(dòng)變阻器起到保護(hù)電路元件安全和改變定值電阻的電壓的作用；
②閉合開(kāi)關(guān)S，無(wú)論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)約為3V，此時(shí)，電路出現(xiàn)的故障可能是R斷路；小明排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)．
（2）在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：
①電路中滑動(dòng)變阻器起到保護(hù)電路元件安全和控制電阻R的電壓不變的作用；
②小明先將R=10Ω的電阻接入，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V，記下電流表示數(shù)；接著在滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，把R換為15Ω的電阻時(shí)，應(yīng)向A（填“A”或“B”）方向移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，才能使電壓表示數(shù)為2.5V，同時(shí)記下電流表的示數(shù)；
③根據(jù)多次測(cè)量數(shù)據(jù)描繪出電流隨電阻變化的曲線如圖2所示，小明由圖象得出的結(jié)論是：在電壓不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比
（3）若繼續(xù)使用該實(shí)驗(yàn)電路，還可以進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有伏安法測(cè)電阻（或測(cè)電功率）．（只要求填寫(xiě)一個(gè)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)）．

Answer 1

分析 （1）①為保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前，將滑片移至最大阻值處；為得出普遍性的結(jié)論要多次測(cè)量，據(jù)此分析變阻器的作用；
②若電流表示數(shù)為0，說(shuō)明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓3V，說(shuō)明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了；
（2）①探究電流與電阻的關(guān)系，需保持電阻兩端的電壓不變，據(jù)此分析滑動(dòng)變阻器的作用；
②根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，需控制定值電阻的電壓相同，當(dāng)換上大電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；
③根據(jù)圖象由U=IR分析得出電流與電阻的關(guān)系；
（3）根據(jù)P=UI或R=$\frac{U}{I}$可測(cè)量電阻的電功率或電阻值．

解答 解：（1）在探究“電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，為保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前，要將滑動(dòng)變阻器滑片移至阻值最大處，即A端；為得出普遍性的結(jié)論要多次測(cè)量，故電路中滑動(dòng)變阻器除起到保護(hù)電路元件安全外，還有改變定值電阻的電壓的作用；
②經(jīng)分析，無(wú)論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)約為3V，此時(shí)，電路出現(xiàn)的故障可能是與電壓表并聯(lián)的R處斷路；
（2）根據(jù)控制變量法，在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，要控制電壓不變，
①故電路中滑動(dòng)變阻器除起到保護(hù)電路元件安全外，還有控制電阻R兩端電壓不變的作用；
②根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由10Ω改接成15Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向A端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
③在圖2中，根據(jù)歐姆定律，電壓表示數(shù)U=IR=0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=0.1A×25Ω=…2.5V為一定值，得出的結(jié)論：在電壓保持不變的情況 下，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（3）因電壓表測(cè)電壓，電流表可測(cè)電流，若繼續(xù)使用該實(shí)驗(yàn)電路，還可以進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有伏安法測(cè)電阻或測(cè)量電功率．
故答案為：（1）①A；改變定值電阻的電壓；
②R斷路；
（2）①控制電阻R的電壓不變；②A；③在電壓不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（3）伏安法測(cè)電阻（或測(cè)電功率）．

點(diǎn)評(píng) 本題探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓和電阻的關(guān)系考查注意事項(xiàng)、變阻器的作用、控制變量法的運(yùn)用及數(shù)據(jù)分析等知識(shí)．