Question

4．某实验小组的同学在“探究欧姆定律”时，选用的器材有：两节新干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、一个5Ω的定值电阻，导线若干等．

（1）不完整的电路如图（甲）所示．请用笔面线代替导线，将实物图连接完整（要求：导线不交叉，电压表选择介适的量程，滑片P向左移时，变阻器的阻值变大．
（2）为保证电路安全，连接电路时．开关应断开，闭合开关前应将滑动变阻器的阻值调至最大．
（3）实验后，同学们用测得的数据绘制了如图（乙）的图象，根据该图象可以得出的结论是：导体阻值一定时，导体中的电流大小与导体两端电压大小成正比．
（4）在以上实验中．滑动变阻器除了起保护电路的作用，还有调节定值电阻两端电压的作用．
（5）另一小组的同学想用以上器材做“研究电压不变时，电流与电阻的关系”实验，但是发现缺少部分器材，应该增加两个阻值不一样的电阻．
（6）接第（5）小题，补充器材后，该小组同学实验完成后得到了I与R的关系图象，如图（丙）所示．此次实验中，电压表的示数保持2V不变．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器、电阻、电压表连线不完整，把电压表、电阻串联在电路中，电压表并联在电阻两端．
（2）为保证安全，连接电路时，开关应断开，滑动变阻器阻值应最大，据此分析解答．
（3）由图乙知I-U图象是一条直线，说明U与I成正比．
（4）电流与电压和电阻有关，要探究电流与电压的关系，应保持电阻不变，改变电压；要探究电流和电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变，改变电阻．根据实验的目的判断滑动变阻器的作用．
（5）研究电流与电压的关系，应该控制电阻两端的电压不变，更换不同的定值电阻．
（6）由图象丙可以看出，电压一定时，电流与电阻成反比，根据U=IR计算出电阻两端的电压值．

解答 解：（1）滑动变阻器A或者B接线柱与开关左端接线柱相连，电压表的“3”接线柱与电阻右端接线柱相连，如下图所示：

（2）为保证电路安全，连接电路时，开关应断开，闭合开关前应将滑动变阻器滑片置于阻值最大处．
（3）实验后，同学们用测得的数据绘制了如图（乙）的图象，根据该图象可以得出的结论是：电阻一定时，导体中的电流与导体两端电压成正比．
（4）探究电流与电压的关系时，应保持电阻不变，改变电压；所以滑动变阻器的作用除了保护电路外，还起到调节定值电阻两端电压的作用．
（5）另一小组的同学想用以上器材做“研究电压不变时，电流与电阻的关系”实验，需要增加阻值不同的定值电阻．
（6）由图象可知：I=0.1A，R=20Ω；
由I=$\frac{U}{R}$得：U=IR=0.1A×20Ω=2V，电压表测量定值电阻两端的电压，所以电压表的示数是2V．
故答案为：（1）如上图；
（2）断开；最大；
（3）导体阻值一定时，导体中的电流大小与导体两端电压大小成正比；
（4）调节定值电阻两端电压；
（5）两个阻值不一样的电阻；
（6）2．

点评 探究“电流与电压、电阻的关系”时，必须采用控制变量法的思想，研究电流与电阻的关系时，控制电压不变；研究电流与电压的关系时，控制电阻值大小不变，是中考考查的重点实验之一．