Question

小明利用实验探究电阻上的电流跟两端电压的关系．?
（1）请你用笔画线代替导线，按图甲所示的电路图，帮小明将图乙中的器材连接起来．要求：变阻器滑片向右移动时，电流表的示数变小，导线不能交叉．?

（2）小明连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，电流表示数始终为0，电压表示数约为6V，则电路中出现的故障可能是______．??
（3）小明排除故障后继续实验，通过调节滑动变阻器，改变定值电阻R₁两端的电压，测得电流、电压的值如表一．分析表一中的数据可以得出结论：______．
表一

定值电阻	实验次序	电压U1/V	电流I1/A
R1=5Ω	1	1.5	0.3
	2	3.0	0.6
	3	4.5	0.9

（4）为了检验结论是否具有普遍性，小明又换用10Ω的电阻R₂继续实验，测得数据如表二，小明分析表二的数据发现上面的结论仍成立．观察对比两表格中的数据，你还能发现电流与电阻的关系吗？请你写出分析过程和结论．?
分析过程：______．?
结论：______．
表二

定值电阻	实验次序	电压U2/V	电流I2/A
R2=10Ω	4	3.0	0.3
	5	4.5	0.45
	6	6.0	0.6

Answer 1

【答案】分析：（1）根据电路图连接实物图，可采用“电流流向法”，从电源的正极出发，按照电流的流向，先串主电路，两将电压表并在待测电阻的两端；根据电源的电压确定电压表的两端，根据欧姆定律确定电路中的最大电流并确定电流表的量程；滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中，根据题中要求“变阻器滑片向右移动时，电流表的示数变小”即滑动变阻器的阻值变大，左下方接线柱必须接入电路．
（2）无论怎样移动滑片P，电压表有示数且接近电源的电压说明与电压表两接线柱连接的部分是通路，电流表无示数说明电路断路，即电压表并联的部分断路．
（3）探究电流与电压、电阻的关系时，要用到控制变量法，把握表一、表二中数据的相同点与不同点是得出结论的入手点．
解答：解（1）由图可知电源的电压U=4×1.5V=6V＞3V，所以电压表的量程为0～15V；电路中的最大电流=1.2A＞0.6A，所以电流表的量程为0～3A；
滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中，且左下方接线柱必须接入电路；
根据电流的流向，从电源的正极出发依次串联滑动变阻器、电阻R、电流表、开关回到负极，再把电压表并联在电阻R的两端，如下图所示：

（2）连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，电流表示数始终为0，电压表示数约为6V，说明与电压表并联的部分断路，即可能是电阻R₁断路．
（3）在表一中：导体的电阻5Ω一定，导体两端的电压从1.5V到3V再到4.5V，相对应的，导体中的电流从0.3A到0.6A再到0.9A．电压增加几倍，电流也增加几倍，故得结论：在电阻一定时，电流与电压成正比．
（4）分析对比2、4（或3、5）两次实验数据可知：两电阻两端的电压相等，对应的电流之比等于两电阻阻值之比的倒数，即电压一定时，电流跟电阻成反比．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）电阻R₁断路；  
（3）电阻一定时，电流跟电压成正比；
（4）分析过程：对比2、4（或3、5）两次实验数据可知：U₁=U₂=3V （或U₁=U₂=4.5V），=，=，=；
结论：电压一定时，电流跟电阻成反比．
点评：本题考查了实物电路图的连接、电路故障的判断、控制变量法在实验结论中的应用等，关键：一是会根据电源的电压和电路中的最大电流确定电表的量程；二是会根据控制变量法分析实验数据得出结论，特别是会分析表一、表二的示数得出电流与电阻的关系．