Question

11．小涵同學做探究“電流跟電壓、電阻關系”的實驗．
（1）請你幫她設計實驗電路圖，并畫在方框中．
（2）當小涵探究電流跟電阻的關系時，多次更換電阻，通過移動滑動變阻器的滑片達到實驗條件，她移動滑動變阻器的滑片的目的是控制電阻兩端電壓保持不變．利用此實驗電路，還可以測量導體的電阻．請你說出在測導體電阻的實驗中，滑動變阻器除了保護電路之外的作用通過調(diào)節(jié)滑動變阻器可改變電阻兩端的電壓和電路中的電流，從而多次測量取平均值減小實驗誤差．
（3）小涵將探究電流跟電阻關系的實驗數(shù)據(jù)填入表中，請你分析表中數(shù)據(jù)，得到的結(jié)論是當導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流跟導體的電阻成反比．

R/Ω	10	15	20	30	50	60
U/V	6	6	6	6	6	6
I/A	0.6	0.4	0.3	0.2	0.12	0.1

（4）她還想利用這些器材，依據(jù)此實驗電路，測定“220V，40W”的白熾燈泡的電阻值．已知小涵使用的電源兩端電壓為12V，滑動變阻器標有“10Ω，2A”，但在測量過程中，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，兩電表的示數(shù)均變化很�。�經(jīng)過檢查，電表及各元件完好，電路連接無誤．則電表的示數(shù)變化很小的原因是白熾燈泡的電阻是1210Ω，遠大于滑動變阻器的電阻，即使調(diào)節(jié)滑動變阻器，燈泡也幾乎分得了電源的全部電壓，所以電表的示數(shù)幾乎不變．

Answer 1

分析 （1）可依據(jù)實驗目的和所需器材畫出電路圖；
（2）可依據(jù)控制變量法分析，換電阻時，滑動變阻器的作用是電阻兩端電壓應保持不變；
（3）由表中數(shù)據(jù)找出規(guī)律，分析后可得結(jié)論；
（4）可求出燈泡電阻，與滑動變阻器阻值比較，依據(jù)串聯(lián)電路電壓特點分析解決此題．

解答 解：（1）探究“電流跟電壓、電阻關系”的實驗需要電流表、電壓表、定值電阻、滑動變阻器、開關導線、電源，按使用規(guī)則把他們連接起來就可，具體電路圖見下圖；

（2）本實驗需要控制變量法，當更換電阻時，電阻兩端電壓應保持不變，滑動變阻器就起到這個作用；
（3）從表格數(shù)據(jù)分析可知：電壓保持6V不變，電流隨著電阻的變大在逐漸變小，所以：電壓一定時，電流與電阻成反比．
（4）根據(jù)公式計算出白熾燈泡的電阻值為：R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{40W}$=1210Ω，白熾燈泡的電阻值遠大于滑動變阻器的10Ω，因此電源絕大部分電壓被燈泡分的，滑動變阻器很難起到調(diào)節(jié)電壓作業(yè)，另外電阻太大，電流表示數(shù)很小，電流變化很微弱．
故答案為：（1）見上圖；
（2）控制電阻兩端電壓保持不變；通過調(diào)節(jié)滑動變阻器可改變電阻兩端的電壓和電路中的電流，從而多次測量取平均值減小實驗誤差；
（3）當導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流跟導體的電阻成反比；
（4）白熾燈泡的電阻是1210Ω，遠大于滑動變阻器的電阻，即使調(diào)節(jié)滑動變阻器，燈泡也幾乎分得了電源的全部電壓，所以電表的示數(shù)幾乎不變．

點評 本題考查電路圖畫法、滑動變阻器在電路中的作用，這是實驗中的重點．