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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
電壓/V0.51.01.52.0 
電流/A0.100.20.30.40.5 
(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.

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=$\frac{U}{R+{R}_{滑}}$=$\frac{3V}{5Ω+20Ω}$=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.

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