Question

在探究“電壓一定時，電流跟電阻的關系”的實驗中，設計電路圖如圖甲所示．

（1）該實驗用到的主要物理方法是

 

．
（2）連接好電路，閉合開關，發現電流表沒有示數，移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數始終接近電源電壓．造成這一現象的原因可能是

 

A．電流表壞了    B．  滑動變阻器短路    C．電阻處接觸不良    D．電阻短路
（3）排除電路故障進行實驗，多次改變R的阻值，調節滑動變阻器，使電壓表示數保持不變，實驗數據記錄如下表．其中第5次實驗電流表示數如圖乙所示，其讀數為

 

A，
此時電壓表的示數為

 

V．

實驗次數	1	2	3	4	5
電阻R/Ω	5	10	15	20	25
電流I/A	0.6	0.3	0.2	0.15

（4）若電源電壓為4.5V，為了完成上表中各次實驗，滑動變阻器的最大阻值至少為

 

Ω．
（5）實驗的結論是：

 

．
（6）利用本實驗的實驗器材，還能完成的實驗是：

 

（只寫一個實驗的名稱）．

Answer 1

分析：（1）電流與電壓和電阻有關，探究過程中，需用到控制變量法；
（2）電流表無示數，則電路斷路，電壓表示數接近電源電壓，則與電壓表并聯的電路斷路；
（3）根據圖乙讀出電流表的示數，由U=IR計算出電阻兩端的電壓；
（4）實驗中應保持電阻兩端的電壓不變，根據串分壓的知識，電阻越大，所需滑動變阻器的電阻越大，根據串聯電路的有關知識，求出滑動變阻器兩端的電壓，根據R=

U

I

求出其電阻值；
（5）分析表格中數據，得出電流和電阻的反比例關系；
（6）在已知電流和電壓的情況下，可根據P=UI或R=

U

I

求出電功率或電阻．

解答：解：（1）電流和電壓、電阻有關，所以在探究電流和電阻的關系時，應保持電阻兩端的電壓不變，可知該實驗用到的主要物理方法是控制變量法．
（2）電流表沒有示數，移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數始終接近電源電壓則可能是與電壓表并聯的電阻接觸不良造成；
（3）由圖乙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，其讀數為0.12A，
此時電壓表的示數為U=IR=0.12A×25Ω=3V．
（4）若電源電壓為4.5V，則當電阻為25Ω時，滑動變阻器兩端的電壓為U滑=4.5V-3V=1.5V；
電路中的電流為0.12A，則滑動變阻器的最大阻值為：
R_滑=

U滑

I

=

1.5V

0.12A

=12.5Ω．
（5）由表格中數據知，電壓不變，電阻增大為原來的幾倍，電流便減小為原來的幾分之一，可得：電壓不變，導體中的電流與導體的電阻成反比．
（6）根據R=

U

I

或P=UI，用此實驗器材還能測量導體的電阻或導體的電功率．
故答案為：（1）控制變量法；（2）C；（3）0.12；1.5；（4）12.5；（5）電壓不變，導體中的電流與導體的電阻成反比；（6）測量導體的電阻（或測量導體的電功率）．

點評：此題是探究電流和電阻的關系實驗，考查了控制變量法的應用，同時考查了電流表的讀數、歐姆定律在串聯電路中的應用，該實驗中有關電路故障的分析和滑動變阻器最大阻值的計算是本題的難點．