Question

18．在“探究電流與電壓的關系”的實驗中，實驗電路圖如圖甲所示，已知電源電壓不變，R₁為定值電阻，電流表選用0～0.6A量程，電壓表V₁選用0～3V量程，電壓表V₂選用0～15V量程，滑動變阻器R₂上標有“50Ω  1A”字樣．

（1）閉合開關時，電流表指針的指向如圖乙所示，出現的問題是電流表正負接線柱接反．
（2）正確連接電路后閉合開關，移動變阻器的滑片P，記錄電流表與電壓表V₁的示數，得到實驗數據如下表所示，分析表中數據可以得出結論：在電阻一定時，通過導體的電流與兩端電壓成正比．

實驗次數	電壓表V1的示數U1/V	電流表A的示數I/A
1	1.0	0.1
2	2.0	0.2
3	3.0	0.3

（3）實驗中，根據記錄的電流表與電壓表V₂的示數，畫出R₂的 I-U關系圖象如圖丙所示，由此可知，電源電壓是6V，在保證實驗器材安全的情況下，滑動變阻器接入電路的阻值不得小于10Ω．

Answer 1

分析 （1）根據電流表指針偏轉情況分析原因；
（2）由電路圖知，電壓表V₁測量電阻R₁兩端電壓，電流表測量電路電流．比較電壓、電流變化規律就能得出實驗結論；
（3）當電壓表示數U₁=1.0V時，電流表A的示數I=0.1A，由丙圖可知，此時U₂=5.0V，則電源電壓U=U₁+U₂；根據最大電流，利用歐姆定律計算滑動變阻器接入電路的最小阻值．

解答 解：（1）由圖乙可知，電流表指針反轉，說明電流表正負接線柱接反；
（2）由實驗數據可以看出：電壓成倍增大，電流也成倍增大，且兩者增大的倍數相同．所以實驗結論為：在電阻一定時，通過導體的電流與兩端電壓成正比．
（3）當電壓表示數U₁=1.0V時，電流表A的示數I=0.1A，由丙圖可知，此時U₂=5.0V，則電源電壓U=U₁+U₂=1.0V+5.0V=6V；
由題意可知，電路中的最大電流為I=0.3A，此時滑動變阻器兩端的電壓為U_滑=3V，則滑動變阻器接入電路的最小阻值為R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω．
故答案為：（1）電流表正負接線柱接反；（2）在電阻一定時，通過導體的電流與兩端電壓成正比；（3）6；10．

點評 在“探究電流與電壓的關系”的實驗中，采用控制變量法，需控制電阻不變，改變電壓．