Question

【題目】小明同學(xué)用如圖甲所示的電路探究“電流與電壓和電阻的關(guān)系”，電源電壓15V 保持不變，滑動變阻器的規(guī)格是“50Ω 1A”，阻值為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的電阻各一個，滿足測量需求的電流表，電壓表各一個。

(1)根據(jù)圖甲所示的電路圖，將圖乙所示的實(shí)物圖連接完整，要求閉合S后，滑片P向左移動時電流表示數(shù)變大。

（____）

(2)小明同學(xué)連上最后一根導(dǎo)線后，就立即看到電流表、電壓表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，你認(rèn)為他實(shí)驗(yàn)操作的錯誤之處是：_____。

(3)糾正錯誤后，小明先探究“電阻R0一定，電流與電壓的關(guān)系”，他將10Ω的電阻作為R0接入電路，閉合開關(guān)S，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，測出電阻兩端施加不同電壓時對應(yīng)電流值，并記錄（如表所示）。第3 次實(shí)驗(yàn)時電流表的讀數(shù)如圖丙所示，則此時流經(jīng)電阻的電流為_____A.分析這些數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論：在電阻一定的情況下，流經(jīng)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成_____；

實(shí)驗(yàn)次序	1	2	3	4
U/V	3.0	4.0	5.0	6.0
I/A	0.30	0.41		0.62

(4)小明再探究“電壓U0一定，電流與電阻的關(guān)系”：

a.他將10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P 到適當(dāng)位置，讀出電流表示數(shù)記入表中;斷開開關(guān)S，小明用20Ω的電阻替換10Ω的電阻，閉合開關(guān)S，移動滑片P 使滑動變阻器接入電路阻值_____ （增大/減�。�，他這樣操作的目的是：_____；

實(shí)驗(yàn)次序	1	2	3	4
R/Ω	10	20	30	40
I/A	0.60	0.30	0.20	0.15

b.上表是小明提交的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，老師指出有一組數(shù)據(jù)不符合實(shí)際，你認(rèn)為這是實(shí)驗(yàn)次序_____的數(shù)據(jù)。若不更換實(shí)驗(yàn)器材，在實(shí)驗(yàn)過程中小明為了能夠利用上述4個定值電阻，順利得到4組I、R數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)，所保持不變的電壓U0的取值范圍應(yīng)滿足_____。

(5)本實(shí)驗(yàn)中多次實(shí)驗(yàn)的目的是_____。

Answer 1

【答案】見解析 連接電路時開關(guān)沒有斷開 0.50 正比 增大 控制電壓表示數(shù)不變 4 6.67V～10V 尋找普遍規(guī)律

【解析】

(1)[1]由圖知道，電壓表與電阻并聯(lián)，當(dāng)滑片P向左移動時，電流表示數(shù)變大，說明電阻變小，即說明滑片以左的電阻絲連入電路中，故電路如下所示：

(2)[2]由于小明同學(xué)連上最后一根導(dǎo)線后，就立即看到電流表、電壓表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，說明連接電路時，開關(guān)沒有斷開；

(3)[3]由圖丙知道，第3次實(shí)驗(yàn)時，電流表選用大量程，分度值為0.1A，電流大小為0.5A，則此時流經(jīng)電阻的電流為0.5A；

[4]分析表中數(shù)據(jù)知道，電壓與電流的比值約等于10，即為一定值，由此得出結(jié)論是：在電阻一定的情況下，流經(jīng)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比；

(4)a．[5]根據(jù)串聯(lián)分壓原理知道，將定值電阻由10Ω改接成20Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；

[6]探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串

聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動變

阻器連入電路中的電阻，使電壓表的示數(shù)不變；

b．[7]根據(jù)題意知道，變阻器的最大電阻為50Ω，當(dāng)電阻為40Ω時，由電阻的串聯(lián)和歐姆定律知道，電路中的最小電流是：

，

即第4組數(shù)據(jù)不符合實(shí)際；

[8]滑動變阻器的規(guī)格是“50Ω 1A”，表示變阻器允許的最大電流為1A，由于電流表選用大量程0-3A，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律知道，電路中允許通過的最大電流為1A，由歐姆定律知道，此時電路中的總電阻最小，所對應(yīng)的定值電阻為最小電阻是：R1 =10Ω，此時變阻器連入電路中電阻最小，分得的電壓最小，故電壓表的最大示數(shù)是：

UV大 =I大R1 =1A×10Ω=10V；

當(dāng)變阻器的最大電阻連入電路中時，變阻器分得的電壓最大，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電壓表示數(shù)最小為UV小 ，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓是U-UV小，且

-----①，

由于UV小為一定值，故①式左邊為一定值，右邊也為一定值，故當(dāng)變阻器連入最大電阻50Ω時，對應(yīng)的最大定值電阻為40Ω，代入①式解得

UV小 ≈6.67V，

綜上，實(shí)驗(yàn)過程中小明為了能夠利用上述4個定值電阻，順利得到4組I、R數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)，所保持不變的電壓U0 的取值范圍應(yīng)滿足6.67V-10V；

(5)[9]本實(shí)驗(yàn)多次測量的目的是找普遍規(guī)律。