Question

【題目】小明同學用如圖甲所示的電路探究“電流與電壓和電阻的關系”，電源電壓18V保持不變，滑動變阻器的規格是“70Ω1.5A”，阻值為10Ω、20Ω，30Ω、50Ω的電阻各一個，滿足測量需求的電流表，電壓表各一個。

(1)根據圖甲所示的電路圖，將圖乙所示的實物圖連接完整，要求閉合S后，滑片P向左移動時電壓表示數變大。

（__________）

(2)小明先探究“電阻R一定，電流與電壓的關系”，他將10Ω的電阻作為R接入電路，閉合開關S，通過調節滑動變阻器滑片P，測出電阻兩端施加不同電壓時對應電流值，并記錄（如表所示）。第3次實驗時電流表的讀數如圖丙所示，則此時流經電阻的電流為_____A．分析數據，可得出結論：_____。

實驗次序	1	2	3	4
U/V	3.0	4.0	5.0	6.0
I/A	0.30	0.41		0.62

(3)接著小明根據表1數據繪制出I—U圖像，如圖丁中a所示，實驗完成后，將電阻換成小燈泡。重復上述實驗過程，繪制出I—U圖像，如圖丁中b所示，試分析圖像中A、B、C三電阻RA、RB、RC從小到大排列依次為（用不等式表示）：_____。

(4)小明在探究“電壓U一定，電流與電阻的關系”：

a、他將10Ω的電阻接入電路，閉合開關S，調節滑片P到適當位置，讀出電流表示數記入表中斷開開關S，小明用20Ω的電阻替換10Ω的電阻，閉合開關S，移動滑片P使滑動變阻器接入電路阻值_____（選填“增大”或“減小”）他這樣操作的目的是_____。

實驗次序	1	2	3	4
R/Ω	10	20	30	50
I/A	0.60	0.30	0.20	0.12

b、上表是小明提交的實驗數據，老師指出有一組數據不符合實際，你認為這是實驗次序_____的數據，選出的理由是_____。

Answer 1

【答案】 0.5 電阻一定時，電流與電壓成正比 RA<RC<RB 減小 控制電壓不變 4 當滑動變阻器接入最大值70Ω時，保持定值電阻電壓不變，可替換的最大電阻為35Ω

【解析】

本探究“電流與電壓和電阻的關系”，考查電路連接、電流表讀數、數據分析、影響電阻大小的因素、操作過程、控制變量法和對實驗的要求，認真分析題意，根據歐姆定律等知識分析求解，難度較大。

(1)[1]滑片P向左移動時電壓表示數變大，則滑動變阻器分壓減少，滑動變阻器的電阻變小，故應將變阻器A接線柱接入電路，如下圖所示：

(2)[2]第3次實驗時電流表的讀數如圖丙所示，電流表選用大量程，分度值為0.1A，則此時流經電阻的電流為0.5A。

[3]分析這些數據可知電壓與電流的比值為定值，故可以得出結論：在電阻一定時，通過導體的電流和導體兩端的電壓成正比。

(3)[4]分析 A、B兩點，由圖可知A、B兩點電流相同，而B點電壓大于A點電壓，則RA＜RB；分析 B、C兩點，由圖可知B、C兩點電壓相同，而C點電流大于B點電流，則RC＜RB，由圖線b可知，燈泡兩端的電壓變大時，電流變大，燈絲溫度升高，燈泡的電阻增大，所以RA＜RC，所以有RA＜RC＜RB。

(4)[5][6]根據串聯分壓原理可知，將定值電阻由10Ω改接成20Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，應保持電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，使電壓表的示數控制不變。

[7][8]由題可知電流與電阻的關系實驗時，控制電阻兩端的電壓為

當滑動變阻器接入最大值70Ω時，電源電壓不變，保持定值電阻兩端電壓為6V不變，可替換的最大電阻為，則由串聯分壓規律可知，

即

則可替換的最大電阻為

所以第4次實驗數據不符合實際。