Question

13．小桃在做“探究電流與電阻的關系”實驗時，連接實物電路如圖，電源電壓為3V．

數據序號	1	2	3	4	5	6
電流 I/A	0.40	0.19	0.13	0.14	0.08	0.07
電阻 R/Ω	5	10	15	20	25	30

（1）連接實物電路前，開關應斷開；電路連接前，滑動變阻器的滑片P應置于滑動變阻器的A端（填“A”或“B”）；電路中滑動變阻器起到了保護電路元件安全和控制R₂電壓不變的作用．
（2）閉合開關后，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P，發現電流表示數幾乎為零，電壓表示數約為3V，小桃猜想這可能是由電路中的元件R₂（填元件的字母代號）發生斷路故障引起的．
（3）故障排除后，小桃得到的實驗數據如圖所示，這些數據中有一組是明顯錯誤的，跟其他數據的規律完全不同，可能是讀取這組數據時粗心所引起的，分析時需要把它剔除．錯誤數據是第4組．（填數據序號）
（4）剔除錯誤數據后，小桃得到的結論是：電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比．
（5）小桃和其他組的小田交流發現，兩組同學收集數據的方案不同：
小桃的方案：收集電壓為3V時，電流與電阻的關系的幾組數據，比較電流與電阻的關系．
小田的方案：收集電壓分別為1V、2V、3V的三個小組電流與電阻的關系的多組數據，比較電流與電阻的關系．
你認為小田的方案更合理．

Answer 1

分析 （1）連接電路時，開關應斷開；滑片置于阻值最大處；根據控制變量法回答；
（2）電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，電流表示數為0說明電路斷路或電路中總電阻很大，據此判斷；
（3）根據歐姆定律，求出對應的電壓比較，找出錯誤的數據；
（4）在（3）的基礎上分析得出結論；（5）從為避免實驗的偶然性，得出具有普遍性的結論判斷．

解答 解：
（1）為保護電路元件，連接電路時，開關應斷開，滑片置于阻值最大的位置，即A端；探究電流與電阻的關系時應控制電阻的電壓保持不變，滑動變阻器起到了這個作用；
（2）閉合開關后，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P，電壓表示數約為3V，說明電壓表與電源連通；發現電流表示數幾乎為零，電路斷路或電路中總電阻很大，可知與電壓表并聯的R₂斷路了，導致電壓表串聯在電路中；
（3）根據歐姆定律，分別求出6次實驗電阻兩端對應的電壓分別為：2V、1.9V、1.95V、2.8V、2V、2.1V，因本實驗中保持定值電阻兩端的電壓不變，考慮到誤差因素，第4次實驗數據分別錯誤；
（4）由上面的分析知，電流與電阻的積為一定值，剔除錯誤數據后，小桃得到的結論是：電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比；
（5）小田的方案：分別收集不同定定值兩端的電壓分別為1V、2V、3V的三個小組電流與電阻的關系的多組數據，比較電流與電阻的關系，這樣得出的結論更具有普遍性，所以小田的方案更合理．
故答案為：（1）斷開；A；控制電壓R₂電壓不變；（2）R₂；斷路；（3）4；4）反；（5）小田．

點評 本題 探究電流與電阻的關系，考查電路的連接、故障的分析、對實驗數據的處理、總結歸納能力及控制變量法和歸納法的運用，綜合性較強．