Question

12．小明在探究電流與電阻關系的實驗中，采用了如圖所示的電路圖，實驗中他選用的定值電阻分別是5Ω、10Ω、15Ω，電源由兩節新的干電池組成，滑動變阻器的阻值范圍是0～15Ω．
（1）連接電路時，開關應處于斷開狀態，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應處在阻值最大的位置．
（2）李明在實驗過程中始終保持滑動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．他這樣操作是否錯誤，原因是錯誤，因為這樣不能保證5Ω、10Ω和15Ω電阻兩端的電壓始終相等．
（3）正確操作應是每次更換電阻、閉合開關后，首先應調節滑動變阻器，使電壓表的示數保持不變，然后再記錄電流表的示數．
（4）通過分析實驗數據，你能得到的結論是在電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）在電路沒有連接好之前，開關一直是斷開的，這是為了防止電路中有短路的地方而導致用電器損壞；
閉合開關前將滑動變阻器的滑片達到最大阻值處，是為了讓電路中有較大的電阻，防止電路中電流過大而燒壞用電器．
（2）研究電流與電阻的關系時，要控制導體兩端的電壓相同，從這個角度來分析造成結論不正確的原因；
（3）更換電阻后，應調節滑片，使電阻兩端的電壓保持不變；
（4）電流與電阻的關系：電壓不變時，導體中的電流與其電阻成反比．

解答 解：（1）在連接電路時開關應處于斷開狀態，這是為了防止電路中有短路的地方而導致損壞用電器；
通常在使用前應將電阻值調至最大阻值處；
（2）根據串分壓的知識，在滑動變阻器的電阻值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，定值電阻兩端的電壓將增大，如果不調節變阻器使電壓表的示數不變，就記下電流表的示數是錯誤的．
（3）該同學完成一次試驗后，為確保測量結果的準確性，每次更換電阻、閉合開關后，首先應調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數保持不變，然后再記錄電流表的示數．
（4）根據實驗可得：在電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．
故答案為：（1）斷開；阻值最大的位置；
（2）錯誤，因為這樣不能保證5Ω、10Ω和15Ω電阻兩端的電壓始終相等；
（3）調節滑動變阻器，使電壓表的示數保持不變；
（4）在電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．

點評 此題是電學實驗的重點題目，考查了實驗過程中應注意的問題，利用滑動變阻器控制定值電阻兩端電壓的方法、電流與電阻的關系，以及控制變量法的實際應用，考查全面，利用控制變量法來研究電流與導體電阻的關系時，定值電阻的改變，可以使其兩端的電壓改變，要注意到這個細節．