Question

10．探究“電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”如圖所示：
（1）該同學(xué)檢查電路連接正確，合上開關(guān)，可無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片，電壓表示數(shù)總為3V不變，你認(rèn)為發(fā)生故障的原因可能是R₁處斷路或R₂處短路．
（2）如下表是測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在做完第一次實(shí)驗(yàn)后，接下來(lái)的操作是：斷開開關(guān)，將5Ω的定值電阻更換為10Ω的定值電阻，再將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到右端，然后閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)為2V時(shí)，讀出電流表的示數(shù)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
電阻R/Ω	5w	10	20
電流I/A	0.40	0.20	0.10

（3）某小組同學(xué)選擇了阻值不同的多個(gè)定值電阻做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中，每次更換定值電阻R后，都應(yīng)通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，保持電壓表示數(shù)不變；
（4）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是：電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）電壓表示數(shù)總為3V不變，說(shuō)明電壓表測(cè)量的是電源兩端的電壓，尋找可能的原因，一是滑動(dòng)變阻器短路或被測(cè)電阻斷路；
（2）（3）先由歐姆定律求出定值電阻的電壓，在探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持不同電阻的電壓保持不變；當(dāng)換上較大的電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理，定值電阻的電壓增大，所以為保護(hù)電壓表的安全，應(yīng)選將變阻器的電阻調(diào)到最大，然后調(diào)節(jié)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)保持不變；
（4）橫向分析表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論．

解答 解：（1）移動(dòng)滑片，電壓表總示數(shù)為3V，說(shuō)明電壓表測(cè)的是電源電壓，即R₁處斷路或R₂處短路；
（2）在探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持定值電阻的電壓保持不變；由第1次數(shù)據(jù)可知，定值電阻的電壓U₁=I₁R₁=0.4A×5Ω=2V，即該實(shí)驗(yàn)中電壓表示數(shù)應(yīng)保持2V不變；
將5Ω的定值電阻更換為10Ω的定值電阻，若滑片的位置不動(dòng)，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，定值電阻的電壓將變大（即電壓表示數(shù)將變大）；為使定值電阻的電壓減小為原來(lái)的電壓值，則應(yīng)增大變阻器兩端的電壓，應(yīng)增大變阻器接入電路的阻值，由圖可知，應(yīng)將滑片向右端移動(dòng)，使電壓表示數(shù)保持2V不變，讀出電流表的示數(shù)．
（3）在上面分析的基礎(chǔ)上可知，實(shí)驗(yàn)過程中，每次更換定值電阻R后，都應(yīng)通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，保持電壓表示數(shù)不變；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，定值電阻的電壓U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V；橫向比較表中數(shù)據(jù)，當(dāng)電阻變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍，通過電阻的電流變?yōu)樵瓉?lái)的幾分之一，所以得出的結(jié)論是：電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．
故答案為：（1）R₁處斷路；R₂處短路；
  （2）右端；2；
（3）滑動(dòng)變阻器的滑片；電壓表；
（4）電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．

點(diǎn)評(píng) 本題探究“電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”，考查電路的連接、實(shí)驗(yàn)操作過程、控制變量法的運(yùn)用、分析數(shù)據(jù)歸納結(jié)論的能力等知識(shí)，是中考的熱點(diǎn)問題．