Question

1．在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、导线若干．小明在实验时连接的电路如图1所示．
（1）在探究“电流与电压的关系”实验中：
①闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至A（填“A”或“B”）端；电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和改变电阻两端的电压的作用；
②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为3V，此时，电路出现的故障可能是灯泡断路 ；小明排除故障后继续实验．
（2）在探究“电流与电阻的关系”实验中：
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和控制电阻R两端电压不变  的作用；
②小明先将R﹦10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为15Ω的电阻时，应向A（填“A”或“B”）方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；
③若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验，应该选取至少标有5Ω的滑动变阻器；
④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图2所示，小明由图象得出的结论是：电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比．
（3）若继续使用该实验电路，还可以进行的实验有伏安法测电阻 （只要求填写一个实验名称）．

Answer 1

分析 （1）闭合开关前，应将滑片移至最大阻值处；滑动变阻器的作用：保护电路和改变电阻两端的电压；常见的电路故障有断路与短路两种，根据电路故障现象分析电路故障原因．
（2）探究电流与电压、电阻关系实验，应采用控制变量法，根据实验目的与题意分析答题．
（3）根据伏安法分析．

解答 解：（1）①闭合开关前，应将滑片移至最大阻值处，即A端；滑动变阻器的作用：保护电路和改变电阻两端的电压；
②小灯泡都不发光，电流表示数为零，说明电路存在断路；电压表示数为3V，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的灯泡断路．
（2）在探究“电流与电阻的关系”实验中：
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和控制电阻R两端电压不变的作用；
②小明先将R﹦10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为15Ω的电阻时，应向A方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；
③由图示电路图可知，电源电压为1.5V×2=3V，由图示图象可知，电阻两端电压为U=0.5A×5Ω=2.5V，滑动变阻器两端电压为：U_滑=U-U_R=3V-2.5V=0.5V，由串联电路电流I处处相等，定值电阻与滑动变阻器接入电路的阻值之比：$\frac{R}{{R}_{滑}}$=$\frac{{U}_{R}}{{U}_{滑}}$=$\frac{2.5V}{0.5V}$=$\frac{5}{1}$，则R_滑=$\frac{1}{5}$R，即：定值电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的5倍，
使所给的5个定值电阻“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω”分别接入电路中都能正常进行实验，当定值电阻为25Ω时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，为：R_滑最大=$\frac{1}{5}$R=$\frac{1}{5}$×25Ω=5Ω，若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验，滑动变阻器最大阻值至少为5Ω，则应该选取至少标有5Ω的滑动变阻器；
④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图2所示，小明由图象得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成反比．
（3）若继续使用该实验电路，还可以进行的实验有伏安法测电阻．
故答案为：（1）①A；改变电阻两端的电压；②灯泡断路；（2）①控制电阻R两端电压不变；②A；③5；④电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比；（3）伏安法测电阻．

点评 本题考查了实验分析，探究电流与电压、电阻关系实验，要采用控制变量法，应用控制变量法分析即可正确解题．