Question

8．在“探究電流與電壓、電阻的關系”的實驗中，老師給同學們準備了以下器材：電源（電壓恒為4.5V），“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的定值電阻各1個，兩個滑動變阻器（規格分別是“5Ω 2A”“20Ω  1A”），電流表，電壓表，電源，開關和導線若干．
（1）請用筆畫線表示導線，在圖1中將實驗電路連接完整．

（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于c（選填“c”或“d”）端．
（3）閉合開關，三次調節滑動變阻器，得到圖2表中的數據：由這些數據：
 ①可看出電流與電壓的關系．
②請在圖示坐標紙上描點畫出U-I圖象．

實驗次數	1	2	3	4	5
電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

③由此得出的實驗結論是：電阻不變，導體中的電流與它兩端的電壓成正比
 ④在該實驗中滑動變阻器的作用是改變電路中的電流值和電壓表的示數．
（4）在“探究電流與電阻的關系”的實驗中：
 ①先在ab間接入10Ω的電阻，閉合開關，移動滑片，使電壓表的示數為3V，讀出電流表的示數；再改接15Ω的電阻，此時滑片應向c（填“c”或“d”）端移動，這樣移動滑片的目的是增大滑動變阻器的分壓．
 ②實驗過程中改接20Ω的電阻進行實驗時，發現無論怎樣移動滑動變阻器滑片，電壓表的示數始終無法達到3V．經檢查，電路連接無誤，各元件均完好，請你找出一種可能的原因：滑動變阻器最大阻值太小．
（5）在實驗過程中，王強同學認為，由于電源電壓沒有超過電壓表所選量程．因此在閉合開關前，可以將滑動變阻器的滑片置于任意位置．你認為他的想法是否正確并說明理由錯誤；電流表的測量值可能超過所選量程的最大值．
劉靜同學讀取電流表的示數后，感覺比其它實驗組的示數大一些，于是他斷開開關又仔細觀察發現電流表的示數還有0.04A的示數，這時才意識到使用電流表之前還必須電流表測量前沒有調零．

Answer 1

分析 （1）根據電流表和滑動變阻器的接法分析；
（2）連接電路時滑動變阻器阻值應調節至最大；
（3）根據實驗表格中的數據分析；滑動變阻器能改變電路中的電流值和電壓值；
（4）①當將電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻阻值變大，定值電阻分壓變大，滑動變阻器分壓變小，為保證電阻兩端電壓不變，應向c端移動滑動變阻器滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值變大，使定值電阻兩端電壓保持3V不變；②根據滑動變阻器分壓和串聯電路電流相等特點分析解答．
（5）電路中電阻過小時，會導致電流太大，根據電流表的正確使用方法分析解答．電流表讀數前要觀察指針是否在零刻度．

解答 解：（1）由題意可知電流表的量程為0-0.6A，滑動變阻器采用一上一下的接法；電流表與用電器串聯接入電路中，實物圖為：

（2）連接電路時滑動變阻器阻值應調節至最大，即在c端；
（3）①由表格可知，該實驗探究的是電流與電壓的關系；②根據表格中數據描點并連線，如圖所示：

③由上圖知，電阻不變，導體中的電流與它兩端的電壓成正比；
④滑動變阻器通過調節電阻的大小，能改變電路中的電流值和電壓表的示數；
（4）①定值電阻由10Ω更換為15Ω后，定值電阻分壓變大，大于原來的電壓，為保持定值電阻兩端電壓不變，由電路圖可知，應向c端移動滑動變阻器滑片，增大滑動變阻器接入電路的阻值，增大滑動變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓減小到原來的3V，保持定值電阻兩端電壓一定；
②無論怎樣移動滑動變阻器，20Ω電阻兩端的電壓始終無法達到3V，可能是滑動變阻器最大阻值太小，滑動變阻器分壓太小，使電阻電阻兩端的電壓過大造成的．
（5）若電路中由于電路連接問題使電路中的電流過大，超過電流表的量程，會燒壞電流表，所以在閉合開關前，要把滑動變阻器的滑片移至最大阻值處．“觀察發現電流表還有0.04A的讀數”，沒有測量時電流表有示數說明電流表測量前沒有調零．
故答案為：（1）如上圖；（2）c；（3）①電壓；②如上圖；③電阻不變，導體中的電流與它兩端的電壓成正比；④改變電路中的電流值和電壓表的示數；（4）①c；增大滑動變阻器的分壓；②滑動變阻器最大阻值太小；（5）錯誤；電流表的測量值可能超過所選量程的最大值；電流表測量前沒有調零．

點評 本題考查了滑動變阻器的調節、實驗方案的改進等問題，實驗中應用了控制變量法，解題時注意該方法的應用．第（4）小題是本題的難點，知道實驗過程中應控制定值電阻兩端的電壓不變，分析清楚電路結構、認真分析實驗數據是正確解題的基礎與關鍵．