Question

19．在“研究电流与电压和电阻的关系”时，同学们设计如图所示的电路图，其中R为定值电阻，R′为滑动变阻器，实验后，数据记录在表一和表二中．
表一

R=5Ω	实验次数	1	2	3	4
	电压/V	1.0	2.0	3.0	4.0
	电流/A	0.2	0.4	0.6	0.8

（1）分析和论证表中实验数据，可得出如下结论：由表一可得：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比．
表二

U=3V	实验次数	1	2	3
	电阻/Ω	5	10	15
	电流/A	0.6	0.3	0.2

由表二可得：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比．
（2）在研究电流与电阻关系时，先用5Ω的定值电阻进行实验，使电压表的示数为3V，再换用10Ω的定值电阻时，某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置，合上开关后，电压表的示数将大于3V（选填“大于”或“小于”或“等于”）．此时应向右（选填“左”或“右”）调节滑片，使电压表的示数仍为3V．
（3）在实验开始时，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在右端（选填“左”或“右”）实验过程中滑动变阻器的作用是改变电路中的电流和电压．

Answer 1

分析 （1）此题中实验目的是探究电流与电压、电阻的关系，因此要用到控制变量法，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；
（2）研究电流与电阻的关系，在电路中要利用滑动变阻器来控制定值电阻两端的电压不变；
（3）为了保护电路，连接电路时，开关应断开，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值；实验过程中滑动变阻器的作用是改变电路中的电流和电压．

解答 解：（1）在表一中，导体的电阻5Ω一定，导体两端的电压从1.0V到2.0V再到3.0V，相对应的导体中的电流从0.2A到0.4A再到0.6A，电压增加几倍，电流也增加几倍，
故得结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比．
在表二中，导体两端的电压3V一定，导体的电阻从5Ω到10Ω，再到15Ω，相对应的导体中的电流从0.6A到0.3A再到0.2A，电阻增加几倍，电流变为原来的几分之一倍，
故得结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比．
（2）如果先用5Ω定值电阻，然后再换用10Ω的定值电阻时，不改变滑动变阻器的滑片P的位置，那么电路中的电流会减小，滑动变阻器的分压会减小，则电压表的示数会增大，即示数会大于3V；根据串联分压特点可知，如果要让电压表的示数不变，应该增大阻值，即将滑片P向右移动，使电压表的示数等于3V．
（3）在连接电路的时候，开关应该处于断开状态，在闭合开关以前，滑动变阻器的阻值应该调整到最大值，故应将滑片应放在右端；实验过程中滑动变阻器的作用是改变电路中的电流和电压．
故答案为：（1）电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（2）大于；右；（3）右；电流和电压．

点评 本题考查了电流跟电压和电阻的关系，涉及到欧姆定律和滑动变阻器的使用，关键是知道串联电路中电阻越大、分得的电压越大，在研究时采用控制变量法．