Question

小偉想驗(yàn)證“在電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中通過(guò)的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比”的關(guān)系，他采用了如圖1所示的電路圖，實(shí)驗(yàn)中他選用的定值電阻分別是5Ω、10Ω、15Ω，電源由兩節(jié)新的于電池組成，滑動(dòng)變阻器的阻值范圍是0～15Ω．

（1）請(qǐng)按照電路圖并選擇合適的量程，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖2中的實(shí)物連接完整；
（2）連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)處于

 

狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑至

 

端（選填“C”或“D”）；
（3）小偉在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中始終保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，先后在M、N間換上5Ω、10Ω和15Ω的電阻，并記錄電流表的示數(shù)．結(jié)果他發(fā)現(xiàn)通過(guò)電阻R的電流和電阻R的阻值不成反比，則造成這種現(xiàn)象的原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）在此題中，電壓表的量程看電源電壓，電流表的量程要以電路中可能出現(xiàn)的最大電流值為選擇的依據(jù)．連接電路時(shí)，要注意電流表、電壓表的正負(fù)接線柱．
（2）連接電路時(shí)，要注意開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，滑片P的位置．
（3）研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要控制導(dǎo)體兩端的電壓相同，從這個(gè)角度來(lái)分析造成結(jié)論不正確的原因．

解答：解（1）此題中由于電源是由兩節(jié)干電池組成，故電源電壓為3V，所以，電壓表的量程選0～3V．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為零，定值電阻的阻值為5Ω時(shí)，電路中的電流最大．此時(shí)I_大=

U

I

=

3V

5Ω

=0.6A，也不超過(guò)0.6A，所以電流表的量程選擇0～0.6A．故連接電路圖如下：

（2）在連接電路時(shí)，為了保護(hù)用電器與電源，開(kāi)關(guān)要處于斷開(kāi)狀態(tài)，滑片P位于最大阻值處即：C點(diǎn)．
（3）在滑動(dòng)變阻器的電阻值Rp不變的情況下，電路中由于將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻，使整個(gè)電路的電阻值R總增大．利用公式I=

U

R

可知，電路中的總電流I減小．此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓Up=IRp，由于Rp不變，I減小，導(dǎo)致了Up的減小，而定值電阻兩點(diǎn)之間的電壓等于總電壓減去滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，由于滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小導(dǎo)致了定值電阻兩點(diǎn)之間的電壓增大．而在研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要控制導(dǎo)體兩端的電壓相同，他沒(méi)有調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使幾次測(cè)量的電壓保持一定（相同）．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖
（2）斷開(kāi)；C
（3）他沒(méi)有控制導(dǎo)體兩端的電壓保持不變

點(diǎn)評(píng)：利用控制變量法來(lái)研究電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系時(shí)，定值電阻的改變，可以使其兩端的電壓改變，要注意到這個(gè)細(xì)節(jié)．