Question

8．在“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，老師給同學(xué)們準(zhǔn)備了以下器材：電源（電壓恒為4.5V），“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的定值電阻各1個(gè)，兩個(gè)滑動(dòng)變阻器（規(guī)格分別是“5Ω 2A”“20Ω  1A”），電流表，電壓表，電源，開關(guān)和導(dǎo)線若干．
（1）請(qǐng)用筆畫線表示導(dǎo)線，在圖1中將實(shí)驗(yàn)電路連接完整．

（2）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于c（選填“c”或“d”）端．
（3）閉合開關(guān)，三次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，得到圖2表中的數(shù)據(jù)：由這些數(shù)據(jù)：
 ①可看出電流與電壓的關(guān)系．
②請(qǐng)?jiān)趫D示坐標(biāo)紙上描點(diǎn)畫出U-I圖象．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

③由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：電阻不變，導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比
 ④在該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是改變電路中的電流值和電壓表的示數(shù)．
（4）在“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：
 ①先在ab間接入10Ω的電阻，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為3V，讀出電流表的示數(shù)；再改接15Ω的電阻，此時(shí)滑片應(yīng)向c（填“c”或“d”）端移動(dòng)，這樣移動(dòng)滑片的目的是增大滑動(dòng)變阻器的分壓．
 ②實(shí)驗(yàn)過程中改接20Ω的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電壓表的示數(shù)始終無(wú)法達(dá)到3V．經(jīng)檢查，電路連接無(wú)誤，各元件均完好，請(qǐng)你找出一種可能的原因：滑動(dòng)變阻器最大阻值太小．
（5）在實(shí)驗(yàn)過程中，王強(qiáng)同學(xué)認(rèn)為，由于電源電壓沒有超過電壓表所選量程．因此在閉合開關(guān)前，可以將滑動(dòng)變阻器的滑片置于任意位置．你認(rèn)為他的想法是否正確并說明理由錯(cuò)誤；電流表的測(cè)量值可能超過所選量程的最大值．
劉靜同學(xué)讀取電流表的示數(shù)后，感覺比其它實(shí)驗(yàn)組的示數(shù)大一些，于是他斷開開關(guān)又仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)還有0.04A的示數(shù)，這時(shí)才意識(shí)到使用電流表之前還必須電流表測(cè)量前沒有調(diào)零．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流表和滑動(dòng)變阻器的接法分析；
（2）連接電路時(shí)滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)調(diào)節(jié)至最大；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)表格中的數(shù)據(jù)分析；滑動(dòng)變阻器能改變電路中的電流值和電壓值；
（4）①當(dāng)將電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻阻值變大，定值電阻分壓變大，滑動(dòng)變阻器分壓變小，為保證電阻兩端電壓不變，應(yīng)向c端移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，使定值電阻兩端電壓保持3V不變；②根據(jù)滑動(dòng)變阻器分壓和串聯(lián)電路電流相等特點(diǎn)分析解答．
（5）電路中電阻過小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電流太大，根據(jù)電流表的正確使用方法分析解答．電流表讀數(shù)前要觀察指針是否在零刻度．

解答 解：（1）由題意可知電流表的量程為0-0.6A，滑動(dòng)變阻器采用一上一下的接法；電流表與用電器串聯(lián)接入電路中，實(shí)物圖為：

（2）連接電路時(shí)滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)調(diào)節(jié)至最大，即在c端；
（3）①由表格可知，該實(shí)驗(yàn)探究的是電流與電壓的關(guān)系；②根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點(diǎn)并連線，如圖所示：

③由上圖知，電阻不變，導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比；
④滑動(dòng)變阻器通過調(diào)節(jié)電阻的大小，能改變電路中的電流值和電壓表的示數(shù)；
（4）①定值電阻由10Ω更換為15Ω后，定值電阻分壓變大，大于原來的電壓，為保持定值電阻兩端電壓不變，由電路圖可知，應(yīng)向c端移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，增大滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，增大滑動(dòng)變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓減小到原來的3V，保持定值電阻兩端電壓一定；
②無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，20Ω電阻兩端的電壓始終無(wú)法達(dá)到3V，可能是滑動(dòng)變阻器最大阻值太小，滑動(dòng)變阻器分壓太小，使電阻電阻兩端的電壓過大造成的．
（5）若電路中由于電路連接問題使電路中的電流過大，超過電流表的量程，會(huì)燒壞電流表，所以在閉合開關(guān)前，要把滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值處．“觀察發(fā)現(xiàn)電流表還有0.04A的讀數(shù)”，沒有測(cè)量時(shí)電流表有示數(shù)說明電流表測(cè)量前沒有調(diào)零．
故答案為：（1）如上圖；（2）c；（3）①電壓；②如上圖；③電阻不變，導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比；④改變電路中的電流值和電壓表的示數(shù)；（4）①c；增大滑動(dòng)變阻器的分壓；②滑動(dòng)變阻器最大阻值太��；（5）錯(cuò)誤；電流表的測(cè)量值可能超過所選量程的最大值；電流表測(cè)量前沒有調(diào)零．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)等問題，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了控制變量法，解題時(shí)注意該方法的應(yīng)用．第（4）小題是本題的難點(diǎn)，知道實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓不變，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是正確解題的基礎(chǔ)與關(guān)鍵．