Question

某实验小组的同学为探究“电流与电阻的关系”时，用到如下器材：电压恒为4V的电源，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一只，“15Ω　1A”的滑动变阻器一只，学生用电流表、电压表各一只，开关和导线若干，设计的电路如图1所示．

（1）实验时，该小组同学选用电压表的量程是0-3V，根据题意，请你选择合适的电流表量程，并帮助该组同学按电路图用笔画线代替导线完成图2中实物图的连接．（要求滑动变阻器使用A接线柱）
（2）在连接电路时，开关应该是

 

（填“断开”或“闭合”）的，滑动变阻器的滑片应置于

 

（填“A”或“B”）端；
（3）由于电路中电流的大小受多种因素的影响，所以我们在探究某一因素变化对电流的影响时，必须保持其它因素不变，即采用了控制变量法，其中此实验被控制的变量是

 

，滑动变阻器R'的作用是

 

．
（4）在实验中，要使电路中的电流增大，滑动变阻器的滑片应向

 

滑动，此时电阻R两端的电压

 

（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（5）通过实验，测得6组数据，如下表所示：其中第3次实验时电流表的指针位置如图3所示，请把测得的电流数值填入表格中．

U=3 V
实验次数	1	2	3	4	5	6
电阻R/Ω	5	10	15	20	25	30
电流I/A	0.6	0.3	0.2		0.12	0.1

（6）在此探究实验过程中，当E、F两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，你认为应该采取的操作是

 

．
A．闭合开关，读出电流表的读数
B．闭合开关，将变阻器的滑片适当向左移
C．改变电压表、电流表的量程
D．闭合开关，将变阻器的滑片适当向右移
（7）该实验采用的研究方法是

 

（8）该实验结论：

 

（9）用此实验电路图你还可以测量哪些物理量：

 

．

Answer 1

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，再将电压表并在待测电阻的两端；连接滑动变阻器时，要“一上一下”的原则．
（2）连接电路时，开关必须断开，滑动变阻器接入电路的阻值最大；
（3）由于电流跟电压和电阻均有关，因此在“探究电流与电阻的关系时”实验中，应控制导体两端电压不变；
在探究电流与电阻的关系时，用滑动变阻器保持电压不变；
（4）要使电路中的电流变大，根据欧姆定律可知电路中电阻的变化，从而确定滑片移动的方向；利用U=IR即可判断出电阻R两端电压的变化；
（5）根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数；
（6）研究导体中的电流与电阻的关系，由控制变量法的思路可知，需要保证导体两端的电压不变，当电路中的电阻由5Ω换成10Ω时，分析定值电阻两点之间的电压怎样变化是此题的解题思路．
（7）当一个物理量受多个物理量影响时，需采用控制变量法进行探究；
（8）根据欧姆定律的内容进行解答；
（9）利用电压表和电流表还可以探究电流与电压的关系，以及伏安法测电阻．

解答：解：（1）电压表选择0～3V，则电路中的最大电流：I=

3V

5Ω

=0.6A，故电流表选择0～0.6A的量程；
采用“电流流向法”，电流从电源正极出发，依次将开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表串联起来，再将电压表并联在定值电阻两端；故连接实物图如下：

（2）连接电路时，开关必须断开，滑动变阻器接入电路的阻值最大，故将滑片移至B端；
（3）该实验探究的是电流与电阻的关系，应控制电阻两端电压不变，即电压表示数不变；
在探究通过导体的电流与导体电阻关系时，应保持导体两端的电压不变，是通过滑动变阻器来实现的．
（4）由I=

U

R

可知，要使电路中的电流变大，则电路中的总电阻必须减小，即滑动变阻器接入电路的电阻减小，故将滑片向A端移动；
由U=IR可知，定值电阻两端电压变大；
（5）由图3可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A；电流表
（6）探究“电流与电阻的关系”时，则需保持电阻两端的电压不变，当E、F两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，电压表的示数变大，所以应该增大滑动变阻器的阻值，减小电压表的示数，将变阻器的滑片适当向右移，故D正确；
（7）探究“电流与电阻的关系”时，则需保持电阻两端的电压不变，因此该实验应用了控制变量法；
（8）实验可以得到的结论为：电压一定时，电路电流与电阻阻值成反比；
（9）利用电压表和电流表还可以探究电流与电压的关系，以及伏安法测电阻．
故答案为：（2）断开；B；（3）R两端电压不变；保持R两端电压不变；（4）A端；变大；（5）0.2；（6）D；（7）控制变量法；（8）电压一定时，电路电流与电阻阻值成反比；（9）未知电阻的阻值．

点评：本题考查了探究电流与电阻的关系实验，考查了实物电路的连接、电流表量程的选择、连接电路的注意事项、滑动变阻器的作用以及控制变量法的应用等；熟练应用控制变量法、认真分析所给实验数据是正确解题的关键．