Question

12．在探究了“電阻上的電流跟電阻兩端電壓的關(guān)系”之后，王立同學(xué)又提出了“電流與電阻有什么關(guān)系”這一問(wèn)題．請(qǐng)你和他一起解決下列問(wèn)題：

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖1的實(shí)驗(yàn)電路圖連接完整．
（2）連接電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)放在D端（選填“C”或“D”）．
（3）閉合開(kāi)關(guān)后，移動(dòng)滑片時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表沒(méi)有示數(shù)，電壓表有明顯的示數(shù)，則發(fā)生故障的原因可能是電阻處出現(xiàn)斷路．
（4）排除故障后，王立同學(xué)接入了5Ω的電阻，電壓表示數(shù)為2V，請(qǐng)?jiān)趫D2中的電流表上標(biāo)出指針?biāo)�指示的位置，在�?shí)驗(yàn)記錄表的相應(yīng)位置填入電流值大�。�
（5）王立同學(xué)在讀取電流表的示數(shù)后，直接拆下阻值為5Ω的電阻，改換成10Ω的電阻，就開(kāi)始記錄電流表和電壓表的示數(shù)，他認(rèn)為這樣操作簡(jiǎn)潔高效．那么：
①電壓表示數(shù)會(huì)怎么變化：變大．
②上述操作有錯(cuò)誤，請(qǐng)你幫王立同學(xué)寫出正確的操作方法應(yīng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使10Ω的電阻兩端電壓保持2V不變．
（6）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你幫王立同學(xué)總結(jié)電流與電阻的關(guān)系電壓相同時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．

電壓  U=2V
次數(shù)	1	2	3
電阻 R/Ω	5	10	20
電流 I/A		0.2	0.1

（7）本實(shí)驗(yàn)所采用的研究方法是控制變量法．

Answer 1

分析 （1）①滑動(dòng)變阻器“一上一下”連接；②因電源為兩節(jié)干電池（每節(jié)干電池的電壓為1.5V），所以電壓表選0～3V的量程；電壓表在使用時(shí)必須并聯(lián)，且要注意“+”、“-”接線柱．
（2）滑動(dòng)變阻器的作用：①是改變用電器兩端的電壓；②是改變通過(guò)用電器的電流；③是保護(hù)電路．所以閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器還應(yīng)達(dá)到阻值最大處．
（3）電路的故障要么是短路、要么是斷路．閉合開(kāi)關(guān)移動(dòng)滑片時(shí)，電壓表有明顯的示數(shù)，說(shuō)明與電壓表連接的電路完好，而電流表沒(méi)有示數(shù)，則說(shuō)明電阻處出現(xiàn)斷路．
（4）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$計(jì)算出電流值，并標(biāo)出；
（5）由I=$\frac{U}{R}$可知：電壓不變時(shí)，總電阻增大，電流減��；由串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)可知：此時(shí)定值電阻兩端電壓等于電源的電壓減掉滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，滑動(dòng)變阻器電阻不變時(shí)，電流減小，電壓減小，所以此時(shí)定值電阻兩端的電壓增大．在換電阻時(shí)，應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)再更換電阻，以防燒壞電路．
（6）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：在電壓相同時(shí)，電流的大小與相對(duì)應(yīng)電阻的大小乘積不變，得出結(jié)論．
（7）探究過(guò)程中，用到控制變量法．

解答 解：（1）根據(jù)滑動(dòng)變阻器連接的原則及電壓表的正確使用，連接的電路圖如圖．

（2）滑動(dòng)變阻器保護(hù)電路的作用可知：閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器還應(yīng)達(dá)道阻值最大處，由圖知，應(yīng)將滑片移至D端．
（3）移動(dòng)滑片時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表沒(méi)有示數(shù)，電壓表有明顯的示數(shù)，說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的電阻發(fā)生斷路．
（4）I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2V}{5Ω}$=0.4A，電流表指針如圖所示：

電壓  U=2V
次數(shù)	1	2	3
電阻 R/Ω	5	10	20
電流 I/A	0.4	0.2	0.1

（5）①由電路圖可知：電壓表測(cè)量定值電阻的電壓；
由I=$\frac{U}{R}$可知：電源的電壓不變時(shí)，電路的總電阻增大，電流減�。�
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知：U_定值=U-U_{滑動(dòng)}
在滑動(dòng)變阻器電阻不變時(shí)，兩端的電壓減小，所以電壓表的示數(shù)增大；
②更換電阻后，應(yīng)調(diào)節(jié)滑片，使電壓表的示數(shù)為2V不變．
（6）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：電流與對(duì)應(yīng)電阻的大小乘積不變，可得結(jié)論：當(dāng)電壓不變時(shí)，電流與電阻成反比．（或電壓不變時(shí)，電阻與電流的乘積是一個(gè)定值）．
（7）探究電流與電壓的關(guān)系，需保持電阻不變，用到控制變量法．
故答案為：（1）如圖所示；（2）D；（3）電阻處出現(xiàn)斷路；（4）見(jiàn)上圖；0.4；（5））①變大；②應(yīng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使10Ω的電阻兩端電壓保持2V不變；（6）電壓相同時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（7）控制變量法．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵：一是電壓表和滑動(dòng)變阻器的正確使用；二是電路故障的分析與判斷；三是歐姆定律的掌握和理解．