Question

张楚琪同学在探究电流与电阻关系的实验中，采用了如图的电路，实验中他选用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω，电源由两节干电池组成，滑动变阻器的阻值范围是0～15Ω．

电阻/Ω	5	10	15
电流/A	0.4	0.2	0.133

（1）请画出电路图，并用笔画线代替导线将实物图连接好（导线不许交叉）．
（2）连接电路时，开关应处于______状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在______．
（3）她在实验过程中始终保持滑动变阻器的滑片位置不变，先后在换上5Ω、10Ω和15Ω的电阻，并记录电流表的示数．这样操作会______；
（4）正确操作应是每次更换电阻、闭合开关后，首先应______，然后再记录电流表的示数；
（5）在此次实验探究过程中，我们采用的实验方法是______．试根据前面学过的物理知识再列出两例用这种方法研究的问题：
A：______；
B：______．
（6）通过分析实验数据，你能得到什么结论？

Answer 1

【答案】分析：（1）实验目的是探究电流与电阻的关系，需要保持电阻两端电压一定，研究电流与电阻的对应关系，所以在电路图中，电流表与电阻串联，电压表与电阻并联；为保持电阻两端电压不变，还需要滑动变阻器与电阻串联．
（2）为保护电路，在连接过程中，电路要处于断路状态；同时，闭合开关前，滑动变阻器接入电路电阻要求最大．
（3）在串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比．
（4）要探究电流与电阻的关系，必须改变接入电路的电阻阻值，同时每次接入的电阻两端电压都要相同，需要调节滑动变阻器；
（5）研究电流与电阻关系时，保持电阻两端电压不变，只改变电阻大小，研究电阻变化对电流的影响，采用的是控制变量法．在初中物理教材中，很多实验都采用了此方法．
（6）根据实验数据总结实验规律，要明确控制的物理量是什么，哪一个物理量在变化，如何变化，引起探究对象发生怎样的变化．
解答：解：
（1）因为电源电压由两节干电池提供，所以电压表选择0～3V量程，已知电阻的最小阻值为5Ω，得到电路最大电流为0.6A，所以电流表选择0～0.6A量程．实物连接和电路图如下：
（2）在连接电路过程中，开关应处于断开状态；为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应位于最大阻值处；
（3）在串联电路中，导体两端电压与其阻值成正比．先后换上5Ω、10Ω和15Ω的电阻过程中，随电阻值的增大，两端电压也随之增大；
（4）要研究电流与电阻的关系，必须保持电阻两端电压一定，所以更换电阻后，要移动滑动变阻器滑片，使电阻两端电压始终相同；
（5）研究电流与电阻的关系，采用的是控制变量法．在初中物理实验中，多处采用的都是此方法．如：研究压力的作用效果，研究影响蒸发的因素，研究影响电阻大小的因素，等等．
（6）根据实验数据，可得结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比．
故答案为：
（1）实物连接如下图：

电路图如下：

（2）断开；最大阻值处；
（3）使电阻两端电压不断增大；
（4）调节滑动变阻器滑片，使电阻两端电压相等；
（5）控制变量法；A、研究压力的作用效果；B、研究影响电阻的因素；
（6）在电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比．
点评：此题是电学实验的重点题目，考查了电路图的作法、实物图的连接和电流与电阻的关系，以及控制变量法的实际应用，考查全面，难度适中．