Question

8．在探究了“電阻上的電流跟電阻兩端電壓的關系”之后，王立同學又提出了“電流與電阻有什么關系”這一問題．請你和他一起解決下列問題：
（1）用筆畫線代替導線，將圖1的實驗電路圖連接完整．
（2）連接電路時，滑動變阻器的滑片應放在D端（選填“C”或“D”）．

（3）閉合開關后，移動滑片時發現電流表沒有示數，電壓表有明顯的示數，則發生故障的原因可能是定值電阻斷路（選填“斷路”或“短路”）．
（4）排除故障后，王立同學接入了5Ω的電阻，電壓表示數為2V，電流表的指針指示的位置如圖2，則此時電流的大小為0.4A．
（5）王立同學在讀取電流表的示數后，直接拆下阻值為5Ω的電阻，改換成10Ω的電阻，就開始記錄電流表和電壓表的示數，他認為這樣操作簡潔高效．那么電壓表示數將變大（選填“變大”“變小”或“不變”）．上述操作有錯誤，請你幫王立同學寫出正確的操作方法：向D（選填C或D）調節滑片P使電壓表的示數為2V，再記錄電流表的示數．

電壓  U=2V
次數	1	2	3
電阻 R/Ω	5	10	20
電流 I/A		0.2	0.1

（6）分析表中實驗數據，請你幫王立同學總結電流與電阻的關系是：電壓一定時，電流與電阻成反比．

電壓  U=2V
次數	1	2	3
電阻 R/Ω	5	10	20
電流 I/A		0.2	0.1

本實驗所采用的研究方法是控制變量法．

Answer 1

分析 （1）根據表中數據確定電流表量程與電阻串聯，因電源為兩節干電池（每節干電池的電壓為1.5V），所以電壓表選0～3V的量程；電壓表在使用時必須并聯，且要注意“+”、“-”接線柱；
（2）滑動變阻器的作用：①是改變用電器兩端的電壓；②是改變通過用電器的電流；③是保護電路．所以閉合開關前滑動變阻器還應達到阻值最大處；
（3）電路的故障要么是短路、要么是斷路．閉合開關移動滑片時，電壓表有明顯的示數，說明與電壓表連接的電路完好，而電流表沒有示數，則說明電阻處出現斷路．
（4）根據圖2電流表小量程讀數；
（5）根據控制變量法，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；
（6）根據歐姆定律求出第一次電流大小，分析表中實驗數據可知：在電壓相同時，電流的大小與相對應電阻的大小乘積不變，得出結論．本實驗所采用的研究方法是控制變量法．

解答 解：（1）根據表中數據，電流表選用小量程與電阻串聯，電源電壓為3V，電壓表選用小量程與電阻并聯，連接的電路圖如圖：

（2）由滑動變阻器保護電路的作用可知：閉合開關前滑動變阻器還應達到阻值最大處，即滑片移動到D端；
（3）由電路故障的原因和題中信息可知：電阻處出現斷路時，出現閉合開關后，移動滑片時發現電流表沒有示數，電壓表有明顯的示數的現象．
（4）根據圖2電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數為0.4A；
（5）根據串聯分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；
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D端移動，使電壓表的示數為2V
（6）由歐姆定律，第1次電流為I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{2V}{5Ω}$=0.4A，
分析表中實驗數據可知：電流與對應電阻的大小乘積不變，
可得結論：當電壓不變時，電流與電阻成反比．（或電壓不變時，電阻與電流的乘積是一個定值）．本實驗所采用的研究方法是控制變量法．
故答案為：
（1）如上圖； （2）D； （3）斷路；   （4）0.4；    （5）變大；  D；  2；  （6）反比；  （7）控制變量法．

點評 本題研究電流與電阻有什么關系，考查電路的連接、注意事項、故障分析、電流表讀數、操作過程及數據處理及控制變量法的運用．