Question

（2011?钟祥市模拟）某班在探究“电流与电压和电阻的关系”的实验中，分成了两大组进行实验探究：
（1）甲实验小组为了研究“电阻中的电流与电压的关系”设计了如图1所示的电路．
a．请你指出他们在电路连接上的两处错误：

电流表正负接线柱接反

，

滑动变阻器接线错误

．
b．该实验小组在器材选择上有一个元件选择是错误的，是

灯泡

，应换成

定值电阻

，理由是：

灯泡的电阻会受温度的影响而发生变化

．

（2）乙实验小组探究为了“电阻中的电流与电阻的关系”特选择了以下器材：学生电源、开关1个、滑动变阻器R₀一个、导线若干、四个定值电阻（R₁=5Ω、R₂=10Ω、R₃=15Ω、R₄=20Ω），但是由于粗心少领了一只电压表，多领了一只电流表．同学们通过思考讨论设计出了如图2所示的电路图，并进行了实验（实验之前老师特别强调他们注意用控制变量法）．实验步骤如下：a．先将各元件按电路图正确连接，接入的定值电阻分别为R₁=5Ω、R₂=10Ω，调节滑动变阻器，读出电流表的示数记如下表；

接入的电阻	R1	R2
电阻R/Ω	5Ω	10
电流I/A	1.00	0.50

b．把定值电阻R₂换成R₃，

调节滑动变阻器使电流表A₁的示数保持1A不变

，记下对应电流表A₂的示数，填入表格中（请你帮他们完整这一步的操作）；
c．再把R₃换成R₄，按上一步的操作进行调节，并记下对应电流表的示数，填入表格中；
d．分析数据得出结论：

当电阻两端电压一定时，通过电阻的电流与电阻成反比

．

Answer 1

分析：（1）①实物连接图中找错误之处，主要从电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用上考虑：从电流表、电压表的量程、连接方式、正负接线柱的接入方法上考虑．从滑动变阻器接线柱的接入和滑片的位置考虑．
②在探究电阻上的电流与电压的关系时，应采用控制变量法，即控制电阻大小不变，改变电阻两端的电压，测出电阻上的电流．
（2）bc、探究电阻中的电流与电阻的关系时，需控制电阻两端电压不变，因此先根据表格中数据计算出通过R₁的电流，然后调节滑动变阻器，使电流表A₁的示数保持不变，再根据I=

U

R

求出电流表A₂的示数；
d、运用控制变量法找出表格各物理量的关系．

解答：解：（1）a、由电路图可知：电路连接上的两处错误为电流表正负接线柱接反  滑动变阻器接线错误．
b、因灯泡的电阻与温度有关，即电阻是变化的，在实验时无法控制电阻不变；所以实验时不能用灯泡代替定值电阻．
（2）b、探究电阻中的电流与电阻的关系时，需控制电阻两端电压不变，因此调节滑动变阻器使电流表A₁的示数保持1A不变，此时电流表A₂的示数：

1A×5Ω

15Ω

=0.33A；如下表所示
c、当把R₃换成R₄时，电流表A₂的示数：

1A×5Ω

20Ω

=0.25A，如下表所示

接入的电阻	R1	R2	R3	R4
电阻R/Ω	5Ω	10	15	20
电流I/A	1.00	0.50	0.33	0.25

d、分析表格中的数据可得出的结论：当电阻两端电压一定时，通过电阻的电流与电阻成反比．
故答案为
（1）a、电流表正负接线柱接反，滑动变阻器接线错误；
b、灯泡   定值电阻   灯泡的电阻会受温度的影响而发生变化；
（2）b 调节滑动变阻器使电流表A₁ 的示数保持1A不变；
d 当电阻两端电压一定时，通过电阻的电流与电阻成反比．

点评：本题考查了学生对电流表、电压表和滑动变阻器正确使用的掌握情况，以及实验前开关的状态；侧重考查了控制变量法的应用．小灯泡的电阻与温度有关是解决本题的关键．