Question

某實驗小組為了探究通過電阻的電流跟它兩端電壓的關系，設計了如圖所示的電路（電源電壓3V恒定）．

（1）請你根據電路圖，用筆畫線代替導線在圖中完成實物電路連接（要求電表選擇合適的量程，導線不能交叉）．
（2）連接電路時開關應

斷開

，閉合開關之前滑動變阻器的滑片應處于

右

端（選填“左”或“右”）．
（3）閉合開關，調節滑動變阻器得到如下表的數據：

試驗次數	1	2	3	4	5
電壓U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
電流I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

①該定值電阻的阻值R=

5

Ω．
②從實驗可以得出：通過電阻的電流跟它兩端的電壓成

正

比．
③第3次測量時，滑動變阻器連入電路的阻值是

2.5

Ω．
（4）探究之余，他們又想知道“電流與電阻的關系”，則他們在探究過程中應該通過直接控制

電壓表的示數

不變、改變

定值電阻阻值

的方法獲取數據，直接得出電流與電阻的關系．這其中運用了

控制變量

的方法．

Answer 1

分析：（1）根據電源的電壓確定電壓表的量程且與定值電阻并聯，電流表與定值電阻串聯，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中，然后與開關和電源串聯組成電路；
（2）為防止電路中電流過大燒壞用電器，連接電路時開關應斷開，閉合開關前滑動變阻器處于最大阻值處；
（3）①根據歐姆定律求出每組數據對應的電阻，取平均值即為定值電阻的阻值；
②分析表中的數據可知，電流的變化倍數和電壓的變化倍數相等，利用控制變量法得出結論；
③根據串聯電路的電壓特點可得滑動變阻器兩端的電壓，再根據歐姆定律求出滑動變阻器連入電路的阻值；
（4）要探究電流與電阻的關系時，應控制定值電阻兩端的電壓不變，改變定值電阻的阻值獲取數據，然后分析數據得出兩者之間的關系．

解答：解：
（1）電源的電壓為3V，所以電壓表的量程為0～3V且與定值電阻并聯；電流表與定值電阻串聯，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中，然后與開關和電源串聯組成電路，如下圖所示：

（2）為保護電路，連接電路時開關應斷開，閉合開關前滑動變阻器的滑片P處于最大阻值處的右端；
（3）①根據R=

U

I

可知，每組數據中電壓和電流的比值均為5Ω，故定值電阻的阻值為5Ω；
②分析表中的數據可知，電流的變化倍數和電壓的變化倍數相等，故可得結論：電阻一定時，電流與電壓成正比；
③∵串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_R=3V-2V=1V，
根據歐姆定律可得，R_滑=

U滑

I

=

1V

0.4A

=2.5Ω；
（4）要探究電流與電阻的關系時，應直接控制電壓表的示數不變，改變定值電阻的阻值獲取數據，直接得出電流與電阻的關系，這里運用了控制變量法．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）斷開；右；
（3）①5；②正；③2.5；
（4）電壓表的示數；定值電阻阻值；控制變量法．

點評：探究“電流與電壓、電阻的關系”時，必須采用控制變量法，研究電流與電阻的關系時，控制電壓不變；研究電流與電壓的關系時，控制電阻值大小不變，是中考考查的重點實驗之一．