Question

12．在探究“導體中的電流跟導體兩端的電壓和導體的電阻的關系”的實驗中，小明用定值電阻和一個電壓恒定的電源，及有關的實驗器材，設計了電路，按實驗要求分別測出有關的物理量．

（1）在圖1中畫出實驗電路圖．
（2）實驗中，在驗證“導體中的電流跟導體電阻的關系”時，當把定值電阻R_X=5Ω換成10Ω后，閉合開關，發現電壓表示數增大，接下來的操作是向左移動滑片，使電壓表示數不變．
（3）表中是小明在實驗中測出的數據，其中R為定值電阻，阻值分別為20Ω、10Ω和5Ω，U是電阻R兩端的電壓，I是通過電阻R的電流．

實驗序號	R/Ω	U/V	I/A
1	R=20Ω	1	0.05
2		2	0.1
3		3	0.15
4	R=10Ω	1	0.1
5		2	0.2
6		3	0.3
7	R=5Ω	1	0.2
8		2	0.4
9		3	0.6

要驗證“導體中的電流跟導體兩端電壓的關系”時，可以選1、2、3或4、5、6或7、8、9結論是：在電阻不變時，通過導體的電流與導體的電壓成正比．
（4）圖2是某實驗小組在探究過程中，根據實驗數據繪制的圖象，其中表示電壓不變時，電流隨電阻變化的圖象是乙圖．（選填“甲”或“乙”）．
（5）在探究過程中，在連接電路時開關應該斷開．在閉合開關前，應使滑動變阻器連入電路中的電阻值調到最大，這個實驗中使用滑動變阻器的目是保護電路和改變電阻的電壓（研究電流與電壓的關系）及控制電阻的電壓不變（研究電流與電阻的關系）．

Answer 1

分析 （1）根據實驗要求畫出電路圖；
（2）據控制變量法，研究電流與電阻的關系時，需控制定值電阻的電壓相同，當換上大電阻時，根據分壓原理確定電壓表示數的變化，由串聯電路電壓的規律結合分壓原理確定滑片移動的方向；
（3）驗證導體中的電流跟導體兩端電壓的關系時，要控制電阻不變，分析表中數據得出結論；
（4）由（3）結論分析回答；
（5）為保護電路，在連接電路時開關應該斷開且應使滑動變阻器連入電路中的電阻值調到最大，根據實驗的要求分析變阻器的作用．

解答 解：（1）導體中的電流跟導體兩端的電壓和導體的電阻的關系”的實驗中，電壓表與電阻并聯測電壓，電流表與電阻串聯測電流，為多次測量（或控制導體的電壓不變），還要將變阻器串聯在電路中：、

（2）實驗中，在驗證“導體中的電流跟導體電阻的關系”時，當把定值電阻R_X=5Ω換成10Ω后，閉合開關，根據分壓原理，電壓表示數增大，
探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，應保持電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向左端移動，使電壓表的示數不變；
（3）驗證“導體中的電流跟導體兩端電壓的關系”時，要控制電阻不變，故可以選1、2、3或4、5、6或7、8、9分析，電壓為原來的幾倍，通過的電流為原來的幾倍，故結論是：在電阻不變時，通過導體的電流與導體的電壓成正比；
（4）因在電阻不變時，通過導體的電流與導體的電壓成正比；
故表示電壓不變時，電流隨電阻變化的圖象是乙圖；
（5）在探究過程中，在連接電路時開關應該斷開．在閉合開關前，應使滑動變阻器連入電路中的電阻值調到最大，這個實驗中使用滑動變阻器的目是：保護電路和改變電阻的電壓（研究電流與電壓的關系）及控制電阻的電壓不變（研究電流與電阻的關系）．
故答案為：（1）如上所示；（2）增大；向左移動滑片，使電壓表示數不變；（3）1、2、3或4、5、6或7、8、9；在電阻不變時，通過導體的電流與導體的電壓成正比；（4）乙；（5）斷開；保護電路和改變電阻的電壓（研究電流與電壓的關系）及控制電阻的電壓不變（研究電流與電阻的關系）．

點評 本題探究導體中的電流跟導體兩端的電壓和導體的電阻的關系，考查電路的設計、操作過程、數據分析、變阻器的作用等知識．