Question

1．小紅利用圖甲所示的電路探究電流與電阻的關系．已知電源電壓為6V且保持不變，實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）實驗中多次改變R的阻值，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表示數保持不變，記下電流表的示數，得到如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的圖象，由圖象可得出結論：電壓一定時，電流與電阻成反比．
（2）在上述實驗中，某同學在讀取完電流表示數后，直接拆下阻值為5Ω的電阻，改換成阻值為10Ω的電阻，請你指出他在操作中的錯誤：沒有斷開開關；在讀取電流表示數之前，他應進行的操作是：向左　移動滑片，使電壓表示數為2.5V．
（3）若在實驗過程中出現電流表示數為0，電壓表的示數為6V，則電路出現的故障可能是電阻斷路．
（4）小紅想將定值電阻換成小燈泡來探究電流與電壓的關系，你認為她的實驗方案可行嗎？不可行（選填“可行”或“不可行”），你的理由是燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

Answer 1

分析 （1）根據圖象分析電流和電阻的關系：電壓一定，電流和電阻成反比；
分析圖丙中圖象，曲線上每一點對應的電流和電阻的乘積相等，據此得出結論；
（2）在連接電路時，必須斷開開關；
將滑動變阻器的滑片移到最左端時接入電路中的電阻最大，將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，應減小滑動變阻器接入電路中的電阻，使電壓表的示數達到原來的示數不變．
（3）電流表示數為零說明電路斷路，電壓表有示數說明電壓表和電源連接的部分電路正常；
（4）知道燈絲的電阻受溫度的影響，要探究電流與電壓的關系，需保持電阻不變．

解答 解：（1）分析圖乙圖象，曲線上每點對應的電流和電阻的乘積都等于2.5V，由此得出結論：電壓一定時，導體中的電流與電阻成反比；
（2）上述實驗中這位同學沒有斷開開關就更換電阻，是錯誤的；
在用10Ω電阻替換5Ω電阻時，應先斷開開關，拆下5Ω的電阻，然后換上10Ω的電阻，閉合開關，由于10Ω電阻兩端的電壓變大，所以應增大滑動變阻器接入電路中的電阻，將即滑動變阻器的滑片向左移動，減小電路中的電流，使電壓的示數達到2.5V．
（3）電流表的示數為零說明電路中有斷路，再根據電壓表的示數判斷出電路故障．電壓表示數為3V等于電源電壓，說明電壓表的兩個接線柱和電源連接的部分沒有斷路，所以故障是電阻斷路了；
（4）由于燈絲的電阻受溫度的影響，要探究電流與電壓的關系，需保持電阻不變，所以不能用小燈泡做此實驗．
故答案為：（1）電壓一定時，電流與電阻成反比；（2）沒有斷開開關；左；2.5；（3）電阻斷路；（4）不可行；燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

點評 本題考查了電路故障的判斷、控制變量法在實驗結論中的應用等，關鍵：一是會根據電源的電壓和電路中的最大電流確定電表的量程；二是會根據控制變量法分析實驗數據得出結論，特別是會分析表中的示數得出電流與電阻的關系．