Question

14．如圖甲是某實(shí)驗(yàn)小組探究“電流與電壓、電阻關(guān)系”的電路圖，使用的實(shí)驗(yàn)器材有：電壓為6V的電源、電流表、電壓表各一個(gè)、開頭一個(gè)，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值電阻各一個(gè)，規(guī)格為“20Ω 1A”的滑動變阻器一個(gè)，導(dǎo)線若干．
（1）探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，所測得多組數(shù)據(jù)記錄在表1中，在給定的坐標(biāo)紙上作出圖象，分析得出了結(jié)論．在與其他組交流時(shí)發(fā)現(xiàn)，雖然各小組作出的圖象都是正確的，但是在相同的坐標(biāo)紙上有些小組的圖象卻明顯不同．請你回答造成這種不同的原因：定值電阻的阻值明顯不同．
（2）探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，所測得的幾組電流、電壓值如表2所示，

表1					表2
實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3		實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
電壓U/V	1.0	1.5	2.0		電阻R/Ω	5	10	15
電流I/A	0.2	0.3	0.4		電流I/A	0.6	0.3	0.24

①由于操作不當(dāng)，導(dǎo)致表2中有一個(gè)數(shù)據(jù)存在錯(cuò)誤，這個(gè)數(shù)據(jù)正確的應(yīng)該是0.2A，請你分析產(chǎn)生這個(gè)錯(cuò)誤的原因應(yīng)該是沒有保持電壓不變； 
②糾正錯(cuò)誤以后，該小組用30Ω的電阻替換15Ω的電阻進(jìn)行了第4次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)無法完成，為了完成第4次實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們分析原因后，提出了下列解決方案，其中正確的是C．
A．將電壓表的量程換為0～15V
B．換成電壓為12V的電源
C．更換最大阻值大于或等于30Ω的滑動變阻器
D．可將定值電阻兩端的電壓調(diào)為1.5V．

Answer 1

分析 （1）探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)應(yīng)控制電阻的阻值不變，采用不同的定值電阻進(jìn)行探究時(shí)，相同電壓下的電流不同，做出的I-U圖象不同，據(jù)此進(jìn)行解答；
（2）①探究電流與電阻關(guān)系時(shí)，要保持電壓一定，分析表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
②根據(jù)滑動變阻器分壓和串聯(lián)電路電流相等特點(diǎn)分析解答．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中各小組所使用的定值電阻的阻值不相同時(shí)，相同電壓下的電流不同，做出的I-U圖象不同；
（2）①當(dāng)接入電阻R₂=10Ω時(shí)，電路中的電流為I₂=0.3A，
此時(shí)滑動變阻器接入的阻值為R=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{6V-3V}{0.3A}$=10Ω，
將R₂換為R₃=15Ω時(shí)，滑動變阻器滑片位置不動，
此時(shí)電流中的電流為I=$\frac{U}{R+{R}_{3}}$=$\frac{6V}{10Ω+15Ω}$=0.24A，
故第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒有移動滑片就讀電流表示數(shù)了，
由于電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與其電阻成反比，故應(yīng)該為0.2A；
②糾正錯(cuò)誤以后，該小組用30Ω的電阻替換15Ω的電阻進(jìn)行了第4次實(shí)驗(yàn)，
當(dāng)R₄=30Ω時(shí)，由于保持電阻兩點(diǎn)電壓為U_R=3V不變，
則滑動變阻器兩端分的電壓為U′=U-U_R=6V-3V=3V，
此時(shí)電流為I_R=I′=$\frac{{U}_{R}}{{R}_{4}}$=$\frac{3V}{30Ω}$=0.1A，
則滑動變阻器需要接入的阻值為：R′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω＞20Ω，
此時(shí)滑動變阻器的阻值不能滿足要求，故應(yīng)換用以更大阻值的變阻器，故選B．
故答案為：
（1）定值電阻的阻值明顯不同；
（2）0.2，沒有保持電壓不變；
（3）C．

點(diǎn)評 本題考查了探究電流與電壓、電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，涉及到串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是利用好控制變量法，分析第三次實(shí)驗(yàn)電流表示數(shù)錯(cuò)誤原因，要充分把握電壓一定．