Question

某實驗小組的同學為探究“電流與電阻的關系”時，用到如下器材：電壓恒為4V的電源，阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值電阻各一只，“15Ω　1A”的滑動變阻器一只，學生用電流表、電壓表各一只，開關和導線若干，設計的電路如圖1所示．

（1）實驗時，該小組同學選用電壓表的量程是0-3V，根據題意，請你選擇合適的電流表量程，并幫助該組同學按電路圖用筆畫線代替導線完成圖2中實物圖的連接．（要求滑動變阻器使用A接線柱）
（2）在連接電路時，開關應該是

 

（填“斷開”或“閉合”）的，滑動變阻器的滑片應置于

 

（填“A”或“B”）端；
（3）由于電路中電流的大小受多種因素的影響，所以我們在探究某一因素變化對電流的影響時，必須保持其它因素不變，即采用了控制變量法，其中此實驗被控制的變量是

 

，滑動變阻器R'的作用是

 

．
（4）在實驗中，要使電路中的電流增大，滑動變阻器的滑片應向

 

滑動，此時電阻R兩端的電壓

 

（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（5）通過實驗，測得6組數據，如下表所示：其中第3次實驗時電流表的指針位置如圖3所示，請把測得的電流數值填入表格中．

U=3 V
實驗次數	1	2	3	4	5	6
電阻R/Ω	5	10	15	20	25	30
電流I/A	0.6	0.3	0.2		0.12	0.1

（6）在此探究實驗過程中，當E、F兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后，為了探究上述問題，你認為應該采取的操作是

 

．
A．閉合開關，讀出電流表的讀數
B．閉合開關，將變阻器的滑片適當向左移
C．改變電壓表、電流表的量程
D．閉合開關，將變阻器的滑片適當向右移
（7）該實驗采用的研究方法是

 

（8）該實驗結論：

 

（9）用此實驗電路圖你還可以測量哪些物理量：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據電路圖連接實物圖，可采用“電流流向法”，從電源的正極出發，按照電流的流向，先串主電路，再將電壓表并在待測電阻的兩端；連接滑動變阻器時，要“一上一下”的原則．
（2）連接電路時，開關必須斷開，滑動變阻器接入電路的阻值最大；
（3）由于電流跟電壓和電阻均有關，因此在“探究電流與電阻的關系時”實驗中，應控制導體兩端電壓不變；
在探究電流與電阻的關系時，用滑動變阻器保持電壓不變；
（4）要使電路中的電流變大，根據歐姆定律可知電路中電阻的變化，從而確定滑片移動的方向；利用U=IR即可判斷出電阻R兩端電壓的變化；
（5）根據電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數；
（6）研究導體中的電流與電阻的關系，由控制變量法的思路可知，需要保證導體兩端的電壓不變，當電路中的電阻由5Ω換成10Ω時，分析定值電阻兩點之間的電壓怎樣變化是此題的解題思路．
（7）當一個物理量受多個物理量影響時，需采用控制變量法進行探究；
（8）根據歐姆定律的內容進行解答；
（9）利用電壓表和電流表還可以探究電流與電壓的關系，以及伏安法測電阻．

解答：解：（1）電壓表選擇0～3V，則電路中的最大電流：I=

3V

5Ω

=0.6A，故電流表選擇0～0.6A的量程；
采用“電流流向法”，電流從電源正極出發，依次將開關、滑動變阻器、定值電阻、電流表串聯起來，再將電壓表并聯在定值電阻兩端；故連接實物圖如下：

（2）連接電路時，開關必須斷開，滑動變阻器接入電路的阻值最大，故將滑片移至B端；
（3）該實驗探究的是電流與電阻的關系，應控制電阻兩端電壓不變，即電壓表示數不變；
在探究通過導體的電流與導體電阻關系時，應保持導體兩端的電壓不變，是通過滑動變阻器來實現的．
（4）由I=

U

R

可知，要使電路中的電流變大，則電路中的總電阻必須減小，即滑動變阻器接入電路的電阻減小，故將滑片向A端移動；
由U=IR可知，定值電阻兩端電壓變大；
（5）由圖3可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.2A；電流表
（6）探究“電流與電阻的關系”時，則需保持電阻兩端的電壓不變，當E、F兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后，電壓表的示數變大，所以應該增大滑動變阻器的阻值，減小電壓表的示數，將變阻器的滑片適當向右移，故D正確；
（7）探究“電流與電阻的關系”時，則需保持電阻兩端的電壓不變，因此該實驗應用了控制變量法；
（8）實驗可以得到的結論為：電壓一定時，電路電流與電阻阻值成反比；
（9）利用電壓表和電流表還可以探究電流與電壓的關系，以及伏安法測電阻．
故答案為：（2）斷開；B；（3）R兩端電壓不變；保持R兩端電壓不變；（4）A端；變大；（5）0.2；（6）D；（7）控制變量法；（8）電壓一定時，電路電流與電阻阻值成反比；（9）未知電阻的阻值．

點評：本題考查了探究電流與電阻的關系實驗，考查了實物電路的連接、電流表量程的選擇、連接電路的注意事項、滑動變阻器的作用以及控制變量法的應用等；熟練應用控制變量法、認真分析所給實驗數據是正確解題的關鍵．