Question

（2008?宣武区二模）小强同学做探究电流跟电压、电阻关系的实验．
（1）请你帮他设计实验电路图．
（2）利用此实验电路，还可以测量导体的电阻．请你说出在测导体电阻的实验中，滑动变阻器的作用：

①保护电路元件；②通过调节滑动变阻器可改变电路中的电流，从而达到多次测量取平均值减小实验误差的作用

．
（3）当小强探究电流跟电阻的关系时，多次更换电阻，通过移动滑动变阻器的滑片达到实验条件，观察电流表的示数由0.2A变成如图电流表的示数．此过程中先后两次滑动变阻器两端的电压

不变

．
（4）小强将探究电流跟电阻关系的实验数据填入表中，请你分析表中数据，得到的结论是

当导体两端电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比

．

R/Ω	10	15	20	30	50	60
U/V	6	6	6	6	6	6
I/A	0.6	0.4	0.3	0.2	0.12	0.1

（5）他想利用这些器材，依据此实验电路，测定“220V 50W”的白炽灯泡的电阻值．已知小强使用的电源两端电压为12V，滑动变阻器标有“10?2A”，但在测量过程中，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，两电表的示数均变化很小．经过检查，电表及各元件完好，电路连接无误．则电表的示数变化很小的原因是

白炽灯泡的电阻远大于滑动变阻器的电阻（或滑动变阻器的电阻远小于白炽灯泡的电阻）

．

Answer 1

分析：（1）要研究电流与电压的关系，首先要有能够测出导体中的电流值和导体两端的电压值的测量工具．然后要有一个设备来改变定值电阻两端的电压和电路中的电流；要有提供电压与控制电路通断的装置．利用这个思路来设计电路．
（2）伏安法测电阻的实验中，滑动变阻器和被测电阻串联在电路中，滑片处于最大阻值处，起到保护作用；移动变阻器的滑片，改变了连入电路的电阻，不断改变电阻两端的电压，完成多次测量取平均值减小实验误差的作用．
（3）探究“电流跟电压、电阻的关系”实验中要用控制变量法；研究电流跟电阻关系时，控制电压不变．
（4）根据表格中数据可知，电压不变时，电阻跟电流的乘积保持不变，据此得出结论．
（5）计算灯泡电阻，由电源电压和灯泡电阻计算电路电流，电流很小，在电流表上无法显示电流值，无法测量．

解答：解：（1）为了测出定值电阻两端的电压值和通过它的电流，就需要与定值电阻串联电流表、并联电压表，电路中串联一个滑动变阻器利用它来控制定值电阻两端的电压．利用开关来控制电路的通断．故设计电路图如下．

（2）伏安法测电阻的实验中，滑动变阻器的作用：①保护电路元件；②通过调节滑动变阻器可改变电路中的电流，从而达到多次测量取平均值减小实验误差的作用．
（3）当小强探究电流跟电阻的关系时，多次更换电阻，要保持滑动变阻器两端的电压不变．
（4）根据表格中数据可知，电压不变时，电阻跟电流的乘积保持不变，
所以可得结论是：保持电压不变，电流和电阻成反比．
（5）由 P=

U2

R

可知，灯泡的电阻为：R_L=

U 2 额

P额

=

(220V)2

50W

=968Ω．
电路最大电流：I_最大=

U

RL

=

6V

968Ω

≈0.006A．
电路中最大电流小于电流表的最小分度值，无法准确从电流表上读出测量数据，所以小红的想法不行．
故答案为：（1）电路图如图所示；
（2）①保护电路元件；②通过调节滑动变阻器可改变电路中的电流，从而达到多次测量取平均值减小实验误差的作用；
（3）不变；（4）当导体两端电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比；
（5）白炽灯泡的电阻远大于滑动变阻器的电阻（或滑动变阻器的电阻远小于白炽灯泡的电阻）．

点评：本题考查了电路图的设计、滑动变阻器的作用、控制变量法的具体应用等，都是基础题，也是最重要的知识点．