Question

16．小薇和小亮兩位同學在“探究電流與電壓的關系”的實驗中，電源使用兩節新干電池，滑動變阻器R′的規格是“20Ω  2A”．

（1）如圖甲所示是小薇畫出的電路圖，小亮進行實物連線如圖乙所示，請你在虛線框內把電路圖補畫完整（要求所補畫的元件與實物電路對應）．
（2）開關閉合前，小亮發現電流表的指針如圖丙所示，其原因是電流表指針沒有調零；
（3）滑動變阻器在本次實驗中除了保護電路，還有一個作用改變定值電阻兩端的電壓；
（4）確認電路無誤后，閉合開關進行實驗，第5次實驗時電流表示數為0.5A，電壓表示數如圖丁所示，記為2.5V；他們記錄的數據如表所示，老師指出其中一組數據有拼湊的嫌疑，你認為是第①組（填寫實驗序號），理由是通過定值電阻R的電流最小值為0.12A，不可能達到0.1A；

實驗序號	①	②	③	④	⑤
電壓/V	0.5	1.0	1.5	2.0
電流/A	0.10	0.2	0.3	0.4	0.5

（5）排除有拼湊嫌疑的數據后，分析數據可以提到的結論是：在電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比．

Answer 1

分析 （1）變阻器滑片以右電阻絲連入電路中；
（2）電流表使用前要調零；
（3）探究電流與電壓的關系時，要控制電阻不變，改變電壓的大小，為得到普遍性的結論，要多次測量，據此分析；
（4）由圖中電壓表選用的量程確定分度值讀數；
由歐姆定律求電阻，當變阻器最電阻20Ω連入電路中時，由電阻的串聯和歐姆定律電路得出最小電流：
（5）橫向比較表中數據得出結論．

解答 解：（1）原電路中，變阻器滑片以右電阻絲連入電路中，如下所示：

（2）開關閉合前，小亮發現電流表的指針如圖丙所示，其原因是：電流表指針沒有調零；
（3）探究電流與電壓的關系時，要控制電阻不變，改變電壓的大小，為得到普遍性的結論，要多次測量，故滑動變阻器在本次實驗中除了保護電路，還有一個作用：改變定值電阻兩端的電壓；
（4）確認電路無誤后，閉合開關進行實驗，第5次實驗時電流表示數為0.5A，電壓表示數如圖丁所示，圖中電壓表選用小量程，分度值為0.1V，示數為2.5V；
由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，
電阻R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω，當變阻器最電阻20Ω連入電路中時，由電阻的串聯和歐姆定律電路的最小電流：
I_小=$\frac{U}{R+{R}_{滑}}$=$\frac{3V}{5Ω+20Ω}$=0.12A，
故電路中的電流不可能為0.1A，即①數據有拼湊的嫌疑；
（5）排除有拼湊嫌疑的數據后，由表中數據可知，電壓為原來的幾倍，通過的電流為原來的幾倍，即在電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比．
故答案為：（1）如上圖；  （2）電流表指針沒有調零； （3）改變定值電阻兩端的電壓；
（4）2.5；①；通過定值電阻R的電流最小值為0.12A，不可能達到0.1A；
（5）在電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比．

點評 本題探究電流與電壓的關系，考查電路圖的畫法、電流表使用注意事項、變阻器的作用、電壓表讀數和歐姆定律的運用和分析數據得出結論的能力．