Question

12．小明利用圖甲中的器材探究電流與電阻關系：

次數	R/Ω	I/A
1
2	10	0.2
3	15	0.1

（1）將圖甲中連線完成，要求滑動變阻器接入電路中的阻值最大．
（2）閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，直至電壓、電流表示數如圖乙所示，U=1.5V，I=0.3A，作為實驗的第1次數據，此時定值電阻的阻值是5Ω，功率是0.45W．
（3）更換不同阻值的定值電阻，進一步實驗，并將實驗數據記錄在表格中，分析數據可知第2次實驗存在問題．為了修正錯誤，需要補充的實驗步驟是：調節滑動變阻器使電壓表示數保持1.5V不變．
（4）在實驗過程中發現定值電阻通電一段時間之后發熱厲害，但是旁邊的導線幾乎不熱，其原因是根據Q=I²Rt，I和t相同，定值電阻的電阻大，產生熱量多．

Answer 1

分析 （1）將滑動變阻器一上一下串聯在電路中，根據要求判斷下端所接的接線柱．
（2）根據電表的量程和分度值讀出示數，利用R=$\frac{U}{I}$計算定值電阻的阻值，利用P=UI計算功率．
（3）探究電流與電阻關系，應控制電阻兩端電壓不變，否則電流與電阻不成反比．
（4）根據Q=I²Rt進行分析解答．

解答 解：（1）將滑動變阻器串聯在電路中，滑動變阻器接入電路的電阻值最大，則滑動變阻器的下面應接右邊的接線柱，如圖所示：

（2）由圖乙可知，電壓表量程為0～3V，分度值為0.1V，電壓表示數為1.5V；電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表示數為0.3A；
定值電阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω；功率P=UI=1.5V×0.3A=0.45W．
（3）探究電流與電阻的關系實驗時，應控制電阻兩端的電壓不變，否則電流與電阻不成反比；由表中實驗數據可知，第2組實驗數據是錯誤的，因為電流與電阻的乘積不是1.5V；更換電阻后，應移動滑片，使電壓表示數保持1.5V不變．
（4）定值電阻和導線串聯，電流I和通電時間t相同，由于定值電阻的阻值比導線的電阻大得多，根據Q=I²Rt可知，定值電阻產生熱量多．
故答案為：（1）如上圖；（2）1.5；  0.3； 5；  0.45；  （3）2；   調節滑動變阻器使電壓表示數保持1.5V不變；（4）根據Q=I²Rt，I和t相同，定值電阻的電阻大，產生熱量多．

點評 本題考查了實驗注意事項、電表讀數、實驗數據分析、焦耳定律的應用等，是實驗的常考問題，一定要掌握；熟練應用控制變量法是正確解（3）的關鍵．