Question

18．如圖甲是探究電流與電阻關系的實驗電路圖．

（1）實驗需要更換電阻R后控制電阻兩端電壓不變．
（2）連接電路時，保持開關斷開（選填“閉合”或“斷開”），滑動變阻器R′的滑片置于左端（選填“左”或“右”）．
（3）小明連好實物電路（圖乙），進行實驗，數據記錄如下表，根據實驗數據作出的I-R關系圖
象如圖丙．

實驗次數	1	2	3	4	5
R/Ω	5	10	15	20	25
U/V	1.50	1.00	0.75	0.60	0.50
I/A	0.30	0.20	0.15	0.12	0.10

（4）分析數據和圖象不能得到“電壓一定時，電流與電阻成反比”的關系，為什么呢？小明仔細檢查實驗過程，發現是兩個錯誤所致：一是實物電路與電路圖不符，他把電壓表接錯了位置；二是每次更換R后，沒有調節R′保持電壓表示數不變（填圖中元件符號）．
（5）老師在批評小明粗心的同時告訴他，他現在的實驗也非常有意思：第一是由表中數據可以知道，R′接入電路的電阻等于5Ω，恰好能由此得出：當電阻一定時．通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比．第二是現有實物電路不作任何調整，結合I-R圖象可以測定未知電阻的阻值，如：用待測電阻R_x替換R，讀出電流表示數為0.25A，利用I-R圖象可得R_x=7Ω，但對于某些阻值的R_x，測量不夠精確．請你說出對哪些阻值的R_x測量不夠精確．Rx的阻值太大，接入電路后對應的電流值小于電流表的分度值0.02A時或Rx和5Ω之和不能被3V整除時，這些電阻接入電路，電流表不能精確地顯示它們對應的電流值，則在圖象上對應的電阻值也是不精確的．

Answer 1

分析 （1）電流與電壓和電阻有關，探究電流與電阻的關系，需控制電阻兩端的電壓不變；
（2）連接電路時，應斷開開關，閉合開關前，應將滑片移至最大阻值處；
（4）實驗中，應將電壓表與電阻并聯，改變電阻后，應調節變阻器的滑片，使電阻兩端的電壓不變；
（5）整個過程中，滑動變阻器的阻值不變，相當于定值電阻，根據表格中電流和電壓的示數可求出滑動變阻器的阻值；
分析可得出電流與電壓的正比例關系；
結合圖象，分析當電流為0.25A時，圖象所對應的電阻值，可得替換電阻的阻值大小；
根據圖象得出電阻值，首先要通過電流表進行讀數，然后通過圖象找到對應的電阻值．若電流值太小或電流表不能精確顯示電流值時，便不能精確地得出電阻值．

解答 解：（1）電流與電壓和電阻有關，探究電流與電阻的關系，應控制電阻兩端的電壓不變；
（2）連接電路時，保持開關斷開，防止電路出現短路燒壞元件；
由圖知，滑動變阻器的下面接了右邊的d接線柱，所以在閉合開關前，應將滑片移至最左邊，使其阻值最大保護電路；
（4）探究電流與電阻的關系，改變電阻，同時保持電阻兩端的電壓不變，所以應將電壓表與電阻并聯，由圖知，電壓表與滑動變阻器并聯了，接法錯誤；
由表格中數據知，改變電阻時，電壓表的示數發生變化，說明電阻兩端的電壓也發生了變化，沒有調節滑動變阻器控制電壓表的示數不變；
（5）電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，電流表的示數等于通過滑動變阻器的電流，由表格中數據可知，滑動變阻器接入電路中的電阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1.50V}{0.30A}$=5Ω；
由表格中數據可知，滑動變阻器的阻值不變，電壓表的示數增大為原來的幾倍，電流便增大為原來的幾倍，可知當電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；
當電流表的示數為0.25A時，由圖象可知，此時對應的電阻值在6Ω與8Ω之間，R_x=7Ω；
若由于Rx的阻值太大，接入電路后對應的電流值小于電流表的分度值0.02A時或Rx和5Ω之和不能被3V整除時，電阻接入電路時，電流表不能精確地顯示它們對應的電流值，則在圖象上對應的電阻值也是不精確的．
故答案為：（1）電壓；（2）斷開；左；（4）電壓；R′；（5）5；反比；7；Rx的阻值太大，接入電路后對應的電流值小于電流表的分度值0.02A時或Rx和5Ω之和不能被3V整除時，這些電阻接入電路，電流表不能精確地顯示它們對應的電流值，則在圖象上對應的電阻值也是不精確的．

點評 本題是探究電流和電阻的關系探究實驗，變相探究了電流與電壓的關系，考查了控制變量法的應用及對實驗數據的分析能力．