Question

18．學了電流、電壓、電阻三個物理量，小舟和他的同學猜想，既然電壓是形成電流的原因、電阻是導體對電流的阻礙作用，則電流肯定與導體兩端的電壓、導體的電阻有關，為此他們設計并探究了電流與電阻的關系實驗，用到如下器材：電源1個，電流表，電壓表各1只，不同阻值的定值電阻5Ω、10Ω、15Ω和20Ω各一個，滑動變阻器1只，開關1個，導線若干．

（1）如圖1是小舟設計電路圖，請你幫小舟將右邊的實物圖連接完整；
（2）在拆接電路時，開關應斷開；
（3）測量數據時，發現電流表指針如圖2所示，原因是電流表的正負接線柱接反了；
（4）當接5Ω電阻時，電壓表的示數是3V，將阻值為5Ω的電阻換成10Ω的電阻接入電路，移動滑動變阻器的滑片，讓電壓表的示數等于3V．（選填“大于”、“小于”或“等于”）；此探究用到的研究方法是控制變量法
（5）如表是他們獲取的部分實驗數據，由數據可以得出結論：當電阻兩端電壓相等時，電阻越大，通過它的電流越小．

電阻R/Ω	5	10	15	20
電流I/A	0.6	0.3	0.2	0.15

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器的連接方法：一上一下；
（2）在改變電路過程中，開關應是斷開的；
（3）電流應從電流表的正接線柱流入，負接線柱流出，否則指針會反轉；
（4）根據控制變量法，探究電流與電阻的關系，應保持電阻兩端的電壓不變．
（5）分析表中數據得出結論．

解答 解：（1）滑動變阻器已連了上面一個接線柱，應再連下面一個接線柱．如下圖所示：

（2）為保護電路，在拆接電路的過程中，開關應是斷開的；
（3）由圖知，電流表指針反轉，所以可知電流表的正負接線柱接反了．
（4）滑動變阻器的阻值不變，將阻值為5Ω的電阻換成10Ω的電阻接入電路，根據分壓原理，則電阻兩端的電壓增大；要使電阻兩端的電壓不變，由串聯電路電壓的規律，應增大變阻器分得的電壓，故應增大滑動變阻器連入電路中的阻值，將滑片向右端滑動，使電壓表示數為3V；
（5）由表格中數據知，電阻兩端的電壓為U=I₁R₁=0.6A×5Ω=10Ω×0.3A=…=3V保持不變，電阻增大，對應的電流減小．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）斷開；
（3）電流表的正負接線柱接反了；
（4）等于；控制變量法；
（5）小．

點評 本題探究電流與電阻的關系，考查電路連接、實驗注意事項、控制變量法的應用、及分析數據歸納結論的能力，屬于中等難度的題目．