Question

5．某實(shí)驗(yàn)小組為了探究通過(guò)電阻的電流跟它兩端電壓的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路（電源電壓3V恒定）．
（1）請(qǐng)你根據(jù)電路圖，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線在圖2中完成實(shí)物電路連接（要求電表選擇合適的量程，導(dǎo)線不能交叉）．
（2）連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，閉合開(kāi)關(guān)之前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)處于右端（選填“左”或“右”）．
（3）閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到如表數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)次序	1	2	3	4	5
電壓U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
電流I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

a．該定值電阻的阻值R=5Ω．
b．根據(jù)上述數(shù)據(jù)，在圖3所示的坐標(biāo)系中做出I-U關(guān)系圖象．
c．從實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論：電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比．
d．第3次測(cè)量時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值是2.5Ω．
（4）在探究“電流與電阻的關(guān)系”時(shí)，將電阻R1由10Ω換成15Ω，閉合開(kāi)關(guān)后，電壓表示數(shù)會(huì)變大（選填“變大”、“變小”或“不變”），應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右（選填“左”或“右”）端移動(dòng)，此時(shí)移動(dòng)滑片的目的是保持電壓表示數(shù)不變．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源的電壓確定電壓表的量程且與定值電阻并聯(lián)，電流表與定值電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，然后與開(kāi)關(guān)和電源串聯(lián)組成電路；
（2）為防止電路中電流過(guò)大燒壞用電器，連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處；
（3）a、根據(jù)歐姆定律求出每組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的電阻，取平均值即為定值電阻的阻值；
b、先根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后用平滑的曲線或直線連接起來(lái)；
c、分析表中的數(shù)據(jù)可知，電流的變化倍數(shù)和電壓的變化倍數(shù)相等，利用控制變量法得出結(jié)論；
d、根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值；
（4）根據(jù)分壓原理，先判斷電壓表示數(shù)的變化；探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要保持不同的定值電阻電壓不變，再由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，確定滑片移動(dòng)的方向．

解答 解：（1）電源的電壓為3V，所以電壓表的量程為0～3V且與定值電阻并聯(lián)；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，電路中的最大電流為0.6A，因此電流表的量程選擇0～0.6A，電流表與定值電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，然后與開(kāi)關(guān)和電源串聯(lián)組成電路，如下圖所示：

（2）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片P處于最大阻值處的右端；
（3）a、根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可知，每組數(shù)據(jù)中電壓和電流的比值均為5Ω，故定值電阻的阻值為5Ω；
b、先根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后用直線連接起來(lái)；如下圖所示：

c、分析表中的數(shù)據(jù)可知，電流的變化倍數(shù)和電壓的變化倍數(shù)相等，故可得結(jié)論：電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比；
d、第3次測(cè)量時(shí)，電壓U=2V，電流I=0.4A；因?yàn)榇��?lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_R=3V-2V=1V，
根據(jù)歐姆定律可得，R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1V}{0.4A}$=2.5Ω．
（4）當(dāng)將電阻由10Ω換成15Ω，閉合開(kāi)關(guān)，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)變大，因探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要保持不同的定值電阻電壓不變，所以要減小電壓表的示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)增大變阻器的分得的電壓，由分壓原理應(yīng)增大變阻器連入電路中的電阻大小，所以滑片向右端移動(dòng)，移動(dòng)的目的是保持電壓表示數(shù)不變．
故答案為：（1）如圖所示；（2）斷開(kāi)；右；（3）a、5；b、如圖所示；c、電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比；d、2.5Ω；（4）變大；右；保持電壓表示數(shù)不變．

點(diǎn)評(píng) 探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”時(shí)，必須采用控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，控制電壓不變；研究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，控制電阻值大小不變，是中考考查的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)之一．