Question

7．在探究“電流與電壓的關系”的實驗中，實驗器材有：電源（電壓恒為6V）、滑動變阻器、開關、流電表、電壓表、10Ω電阻各一個，導線若干．
（1）如圖是小明連接的實物電路圖，要用電壓表測量R₁兩端的電壓，導線a、b、c中有一根連接錯誤，這根導線是c．
（2）電路連接正確后，閉合開關，滑動變阻器滑片P從A端滑到B端過程中，電壓表的示數變大（選填“變大”或“變小”）．
（3）將變阻器的滑片從一端移動到另一端的過程中，電壓表示數變化范圍是3～6V，記錄的幾組實驗數據如表所示．

電阻R/Ω	10
電壓U/V	3	4	5	6
電流I/A	0.3	0.4	0.5	0.6

①分析表中數據可得：在電阻一定時，通過電阻的電流與其兩端的電壓成正比．
②根據表中數據計算可得，本實驗所用的滑動變阻器電阻最大值為10Ω．

Answer 1

分析 （1）電壓表的正確使用方法：①電壓表與被測用電器并聯連接；②電流必須從電壓表的正極流入，負極流出；③所測量的電壓不能超過電壓表的量程；
（2）由電路圖可知，滑動變阻器與定值電阻串聯，電流表測量電路中的電流，電壓表測量定值電阻兩端的電壓；
根據滑動變阻器的滑片向左移動時，連入電路中的電阻的變化并結合歐姆定律分析電壓表示數的變化；
（3）①在探究電流跟電壓關系時，應采用控制變量法進行研究．即電阻不變時，研究電流與電壓之間的關系，據此進行解答；
②當電路中的電流最小時，滑動變阻器接入電路中阻值最大，先根據阻R_總=$\frac{U}{I}$求出總電阻，在根據串聯電路中的總電阻等于各串聯電阻大小之和即可求出．

解答 解：（1）由圖可知，電壓表測量R₁兩端的電壓，由題意知，應該選擇0-15V量程，則需要接入的是“一”和“15”兩個接線柱，所以錯誤的這根導線是c．
（2）由圖可知滑動變阻器與定值電阻串聯，當滑動變阻器的滑片向左移動時，連入電路中的電阻變小，電路中的電流變大，則定值電阻兩端的電壓變大，即電壓表的示數變大．
（3）①由表中數據可知：保持電阻R=10Ω時，電壓越來越大，電流的大小也是越來越大，而且電壓與電流的比值都等于10，因此在電阻一定時，通過電阻的電流與其兩端的電壓成正比．
②根據歐姆定律可知，當電路中的電流最小時，總電阻最大，即滑動變阻器接入電路中阻值最大；
由I=$\frac{U}{R}$得，總電阻R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，
則所用的滑動變阻器電阻最大值R_滑=R_總-R=20Ω-10Ω=10Ω．
故答案為：（1）c；（2）變大；（3）①在電阻一定時，通過電阻的電流與其兩端的電壓成正比；②10．

點評 此題考查了電壓表的正確使用方法、電路的動態分析、實驗數據的分析能力及歐姆定律的應用，關鍵是會根據實驗數據和控制變量法得出實驗的結論．