Question

6．迪翔和宇凡同学合作进行了“探究电路与电压、电阻的关系”的实验：
【提出问题】
通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系？
【猜想】
a．迪翔同学根据电压是形成电流的原因，猜想导体中的电流跟导体两端的电压成正比；
b．宇凡同学根据电阻是对电流的阻碍作用的大小，猜想导体中的电流跟导体的电阻成反比．
【进行实验】
（1）图1是两位同学准备的实验器材，另外他们还准备了几个阻值大小不同的定值电阻，请你用笔画线代替导线，将未连接完的实物电路连接完整，要求滑动变阻值的滑片向左移动时电流表的示数变大．
（2）两位同学连接好电路后，正准备合上开关，再一次检查电路时，迪翔发现滑动变阻器滑片P的位置不对，于是，他将滑片P移到阻值最大处；宇凡同学又发现电流表指针在如图2所示的位置，于是，他将电流表校零后再进行实验．当他们闭合开关后，方向电流表示数为0，且电压表指针超过量程．你认为造成这一现象的原因是定值电阻开路．
（3）电路检查并纠正完毕，迪翔首先负责探究了“通过电阻的电流跟电阻两端电压的关系”．图3所示的是他们移动滑动变阻器的过程中，电压表和电流表出现的一组数据，此时，电压为2.4V，电流为0.24A．经过多次实验，收集数据，迪翔绘出了如图4甲所示的图象．
（4）而后，宇凡同学负责探究了“电流与电阻的关系”，他先将5Ω的电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为1.5V，并记下电流值．接着断开开关，取下5Ω电阻，改接10Ω的电阻（滑动变阻器滑片位置未动），当他接入10Ω电阻后，闭合开关，移动滑片P，将滑动变阻器阻值增大，直至电压表示数为1.5V，再次记下电流值．经过多次实验，收集数据，宇凡同学绘出了如图4乙所示的图象．
【分析与论证】
综合上面两位同学绘出的图象，将你对电流与电压、电阻的关系正确认识的结论写在横线上：
一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比．

Answer 1

分析 【进行实验】
（1）根据题目要求确定滑动变阻器的连接方法，把开关、电流表、定值电阻、滑动变阻器串联接入电路，注意电流要从电表的正接线柱流入，负接线柱流出；
（2）电流表使用之前要检查指针是否指零，如果指针没有指零，需要先调零；
电流表的指针几乎不动，说明电路是开路；电压表的指针有明显的偏转，说明电压表通过电流表和定值电阻与电源两极相连，因此定值电阻处出现开路；
（3）根据电压表的量程和分度值读出电压，根据电流表的量程和分度值读出电流；
（4）定值电阻变大时，两端电压相应变大，为保持电压一定，必须调节滑动变阻器滑片，使其接入电路电阻相应变化；
【分析与论证】
当电阻不变时，电压和电流成正比，因此I-U图象为一条直线；观察乙图当电阻不变时，电流跟电阻成反比，所以结论是导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比．

解答 解：【进行实验】
（1）由于电流要从电流表的正接线柱流入，所以把开关右边的接线柱与电流表的“0.6”接线柱相连接；
滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表的示数变大，故此时电阻是变小的，因此滑动变阻器应接左下接线柱，实物电路图如图所示：

（2）电流表在使用之前应先检查指针是否指零，如有偏差则要用螺丝刀旋转表盘上的调零螺丝，将指针调至零位；
由图2可知电流表的指针没有指在零刻线，所以应将电流表校零后再进行实验．
电流表无示数，说明电路中可能出现了断路；又因为电压表指针有明显偏转且超过量程，说明电压表所并联部分即定值电阻开路．
（3）由图1可知，电压表选择的量程是0～3V，分度值是0.1V，此时的电压为2.4V．
电流表选择的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，此时的电压为0.24A．
（4）定值电阻由5Ω更换为10Ω后，定值电阻分压变大，大于原来的电压，为保持定值电阻两端电压不变，由电路图可知，应向右移动滑动变阻器滑片，
增大滑动变阻器接入电路的阻值，增大滑动变阻器的分压，使定值电阻两端电压减小到原来的1.5V，保持电阻两端电压不变．
【分析与论证】
当电阻不变时，观察图甲可知，电流跟电压成正比；由当电压不变时，观察图乙可知，电流跟电阻成反比，
因此一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比．
故答案为：【进行实验】
（1）见上图；
（2）电流表校零；定值电阻开路；
（3）2.4；0.24；
（4）1.5；
【分析与论证】一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比．

点评 此题是“探究电路与电压、电阻的关系”的实验探，考查了滑动变阻器的使用、电路故障分析、电表的读法等，会利用控制变量法根据图象获取信息和归纳实验结论，该实验也是欧姆定律的基础，很重要．