Question

19．在“研究電流跟電壓、電阻的關系”時，同學們設計如圖電路圖，其中R為定值電阻，R′為滑動變阻器，實驗后，數據記錄在表一和表二中．
表一

R=5Ω	電壓/V	1.0	2.0	3.0
	電流/A	0.2	0.4	0.6

表二

U=3V	電阻/Ω	5	10	15
	電流/A	0.6	0.3	0.2

（1）根據表中實驗數據，可得出如下結論：
由表一可得：電阻一定時，電流與電壓成正比
表二可得：在電壓一定時，電流與電阻成反比．
（2）實驗前，連接電路過程中，開關應斷開；電路連接好后，閉合開關前，應將變阻器的滑片移到右端 （填左或右），這樣做的目的是保護電路．
（3）在研究電流與電阻關系時，先用5歐的定值電阻進行實驗，使電壓表的示數為3V，再換用10歐的定值電阻時，某同學沒有改變滑動變阻器滑片的位置，合上開關后，電壓表的示數將大于3V（選填“大于”、“小于”或“等于”）．此時就向右（選填“右”或“左”）調節滑片，使電壓表的示數仍為3V．在這步操作中滑動變阻器的作用是保持電阻R兩端電壓為3V不變．

Answer 1

分析 （1）實驗目的是探究電流與電壓、電阻的關系，因此要用到控制變量法，把握表一、表二中數據的相同點與不同點是得出結論的入手點．
（2）為了保護電路，連接電路時，開關應斷開，滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值．
（3）先分析電路中總電阻的變化，再分析電路中電流的改變以及滑動變阻器兩端電壓的變化，然后根據串聯電路的特點確定電壓表示數的變化；根據串聯電路起分壓作用進行分析滑動變阻器接入電路中阻值的變化，進一步判斷滑片移動的方向．

解答 解：（1）在表一中，導體的電阻5Ω一定，導體兩端的電壓從1.0V到2.0V再到3.0V，相對應的，導體中的電流從0.2A到0.4A再到0.6A．電壓增加幾倍，電流也增加幾倍，故得結論：電阻一定時，電流與電壓成正比．
在表二中，導體兩端的電壓3V一定，導體的電阻從5Ω到10Ω，再到15Ω，相對應的，導體中的電流從0.6A到0.3A再到0.2A，電阻增加幾倍，電流變為原來的幾分之一倍，故得結論：電壓一定時，電流與電阻成反比．
（2）為了保護電路，在連接電路的時候，開關應該處于斷開狀態，在閉合開關以前，滑動變阻器的阻值應該調整到最大值即最右端．
（3）滑動變阻器的滑片位置不變，當用10Ω的定值電阻代替5Ω的定值電阻時，電路中的總電阻變大，根據I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變小，滑動變阻器兩端的電壓變小，故定值電阻兩端的電壓變大，即電壓表的示數大于3V，因為串聯電路中電阻越大分得的電壓越大，所以為使兩端的電壓保持3V不變，應增大滑動變阻器接入電路中的電阻，即滑片向右調節；在這步操作中滑動變阻器的作用是保持電阻R兩端電壓為3V不變．
故答案為：（1）電阻一定時，電流與電壓成正比； 在電壓一定時，電流與電阻成反比；（2）斷開； 右；  保護電路；（3）大于；  右；  保持電阻R兩端電壓為3V不變．

點評 本題考查了電流跟電壓和電阻的關系，涉及到歐姆定律和滑動變阻器的使用，關鍵是知道串聯電路中電阻越大、分得的電壓越大，在研究時采用控制變量法．