Question

5．在探究“電流與電阻的關(guān)系”的過(guò)程中．

（1）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)（“斷開(kāi)”或“閉合”）狀態(tài)．滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)至阻值最大．
（2）根據(jù)電路圖，完成圖乙所示的實(shí)物圖連線．
（3）小明按圖甲連好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，其原因可能是電阻斷路．
（4）排除故障后，小明將5Ω的電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為1.5V，電流表示數(shù)（如圖丙所示）為0.3A．
（5）小明再分別換接10Ω、15Ω的電阻，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到表一中另兩組數(shù)據(jù)．分析表一數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：當(dāng)電壓一定時(shí)，電流跟電阻成反比．
（6）小紅在做此實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次只是更換電阻，測(cè)得相應(yīng)的電流值如表二所示，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，他無(wú)法得到與小明相同的結(jié)論，其原因是沒(méi)有控制電阻兩端電壓相等．
表一

電阻R/Ω	5	10	15
電流I/A		0.15	0.10

表二

電阻R/Ω	5	10	15
電流I/A	0.3	0.2	0.15

（7）若電源電壓為4.5V，根據(jù)小明所完成的表一中的數(shù)據(jù)，可以知道，他所使用的滑動(dòng)變阻器是丙．（甲：40Ω，0.2A  乙：20Ω，0.4A  丙：40Ω，0.4A．）

Answer 1

分析 （1）在連接電路時(shí)，為防止電路中電流過(guò)大，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；
（2）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，注意電表量程、滑動(dòng)變阻器接法；
（3）常見(jiàn)電路故障有斷路與短路，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因；
（4）由圖示電流表確定其量程與分度值，然后讀出其示數(shù)；
（5）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后得出結(jié)論；
（6）探究電流與電阻的關(guān)系應(yīng)控制電阻兩端電壓不變；
（7）根據(jù)電阻的計(jì)算公式求滑動(dòng)變阻器的阻值范圍．

解答 解：（1）連接電路前，開(kāi)關(guān)必須斷開(kāi)；
（2）根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，把電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在電阻兩端，電路圖如圖所示．

（3）如果電阻處接觸不良，電路斷路，電流表沒(méi)有示數(shù)，電壓表接在電源兩端，電壓表示數(shù)等于電源電壓，電壓表示數(shù)不變，所以故障為電阻斷路；
（4）由圖丙所示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A；
（5）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在電壓一定時(shí)，電流與電阻的乘積是一個(gè)定值，即電流與電阻成反比，由此可得：
保持電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比．
（6）更換電阻，電阻阻值變化，電阻兩端電壓變化，如果不調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，不能控制電阻兩端電壓不變，因此不能得出電流與電阻成反比的結(jié)論．
若電源電壓為4.5V，R=15Ω時(shí)，電路中的電流I=$\frac{U}{{R}_{滑}+R}$=$\frac{4.5V}{{R}_{滑}+15Ω}$=0.1A，解得R_滑=30Ω，允許通過(guò)的最大電流應(yīng)大于0.3A，所使用的滑動(dòng)變阻器是40Ω，0.4A，選丙．
故答案為：（1）斷開(kāi)；（2）電路圖如圖所示；（3）電阻斷路；（4）0.3；（5）當(dāng)電壓一定時(shí)，電流跟電阻成反比；（6）沒(méi)有控制電阻兩端電壓相等；（7）丙．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電路故障分析、電流表讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等問(wèn)題，探究電流與電阻或電流與電壓的關(guān)系時(shí)要注意控制變量法的應(yīng)用；對(duì)電表進(jìn)行讀數(shù)時(shí)要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直．