Question

18．如圖甲是探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)電路圖．

（1）實(shí)驗(yàn)需要更換電阻R后控制電阻兩端電壓不變．
（2）連接電路時(shí)，保持開(kāi)關(guān)斷開(kāi)（選填“閉合”或“斷開(kāi)”），滑動(dòng)變阻器R′的滑片置于左端（選填“左”或“右”）．
（3）小明連好實(shí)物電路（圖乙），進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄如下表，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的I-R關(guān)系圖
象如圖丙．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
R/Ω	5	10	15	20	25
U/V	1.50	1.00	0.75	0.60	0.50
I/A	0.30	0.20	0.15	0.12	0.10

（4）分析數(shù)據(jù)和圖象不能得到“電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比”的關(guān)系，為什么呢？小明仔細(xì)檢查實(shí)驗(yàn)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)是兩個(gè)錯(cuò)誤所致：一是實(shí)物電路與電路圖不符，他把電壓表接錯(cuò)了位置；二是每次更換R后，沒(méi)有調(diào)節(jié)R′保持電壓表示數(shù)不變（填圖中元件符號(hào)）．
（5）老師在批評(píng)小明粗心的同時(shí)告訴他，他現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)也非常有意思：第一是由表中數(shù)據(jù)可以知道，R′接入電路的電阻等于5Ω，恰好能由此得出：當(dāng)電阻一定時(shí)．通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比．第二是現(xiàn)有實(shí)物電路不作任何調(diào)整，結(jié)合I-R圖象可以測(cè)定未知電阻的阻值，如：用待測(cè)電阻R_x替換R，讀出電流表示數(shù)為0.25A，利用I-R圖象可得R_x=7Ω，但對(duì)于某些阻值的R_x，測(cè)量不夠精確．請(qǐng)你說(shuō)出對(duì)哪些阻值的R_x測(cè)量不夠精確．Rx的阻值太大，接入電路后對(duì)應(yīng)的電流值小于電流表的分度值0.02A時(shí)或Rx和5Ω之和不能被3V整除時(shí)，這些電阻接入電路，電流表不能精確地顯示它們對(duì)應(yīng)的電流值，則在圖象上對(duì)應(yīng)的電阻值也是不精確的．

Answer 1

分析 （1）電流與電壓和電阻有關(guān)，探究電流與電阻的關(guān)系，需控制電阻兩端的電壓不變；
（2）連接電路時(shí)，應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最大阻值處；
（4）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)將電壓表與電阻并聯(lián)，改變電阻后，應(yīng)調(diào)節(jié)變阻器的滑片，使電阻兩端的電壓不變；
（5）整個(gè)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的阻值不變，相當(dāng)于定值電阻，根據(jù)表格中電流和電壓的示數(shù)可求出滑動(dòng)變阻器的阻值；
分析可得出電流與電壓的正比例關(guān)系；
結(jié)合圖象，分析當(dāng)電流為0.25A時(shí)，圖象所對(duì)應(yīng)的電阻值，可得替換電阻的阻值大�。�
根據(jù)圖象得出電阻值，首先要通過(guò)電流表進(jìn)行讀數(shù)，然后通過(guò)圖象找到對(duì)應(yīng)的電阻值．若電流值太小或電流表不能精確顯示電流值時(shí)，便不能精確地得出電阻值．

解答 解：（1）電流與電壓和電阻有關(guān)，探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變；
（2）連接電路時(shí)，保持開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，防止電路出現(xiàn)短路燒壞元件；
由圖知，滑動(dòng)變阻器的下面接了右邊的d接線柱，所以在閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最左邊，使其阻值最大保護(hù)電路；
（4）探究電流與電阻的關(guān)系，改變電阻，同時(shí)保持電阻兩端的電壓不變，所以應(yīng)將電壓表與電阻并聯(lián)，由圖知，電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)了，接法錯(cuò)誤；
由表格中數(shù)據(jù)知，改變電阻時(shí)，電壓表的示數(shù)發(fā)生變化，說(shuō)明電阻兩端的電壓也發(fā)生了變化，沒(méi)有調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器控制電壓表的示數(shù)不變；
（5）電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表的示數(shù)等于通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流，由表格中數(shù)據(jù)可知，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1.50V}{0.30A}$=5Ω；
由表格中數(shù)據(jù)可知，滑動(dòng)變阻器的阻值不變，電壓表的示數(shù)增大為原來(lái)的幾倍，電流便增大為原來(lái)的幾倍，可知當(dāng)電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
當(dāng)電流表的示數(shù)為0.25A時(shí)，由圖象可知，此時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻值在6Ω與8Ω之間，R_x=7Ω；
若由于Rx的阻值太大，接入電路后對(duì)應(yīng)的電流值小于電流表的分度值0.02A時(shí)或Rx和5Ω之和不能被3V整除時(shí)，電阻接入電路時(shí)，電流表不能精確地顯示它們對(duì)應(yīng)的電流值，則在圖象上對(duì)應(yīng)的電阻值也是不精確的．
故答案為：（1）電壓；（2）斷開(kāi)；左；（4）電壓；R′；（5）5；反比；7；Rx的阻值太大，接入電路后對(duì)應(yīng)的電流值小于電流表的分度值0.02A時(shí)或Rx和5Ω之和不能被3V整除時(shí)，這些電阻接入電路，電流表不能精確地顯示它們對(duì)應(yīng)的電流值，則在圖象上對(duì)應(yīng)的電阻值也是不精確的．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究電流和電阻的關(guān)系探究實(shí)驗(yàn)，變相探究了電流與電壓的關(guān)系，考查了控制變量法的應(yīng)用及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析能力．