Question

3．某同學(xué)想探究通過(guò)鉛筆芯的電流與其兩端電壓的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路．選用的器材有：選用的器材有：阻值約為4Ω的2B鉛筆芯一根，兩節(jié)干電池組成的電池組，0～0.6A的電流表，0-3V的電壓表，滑動(dòng)變阻器（10Ω 2A），開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線等．

（1）該同學(xué)根據(jù)電路圖連接電路，在閉合開(kāi)關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到b　端（選填“a”或“b“）．
（2）閉合開(kāi)關(guān)后，兩電表的指針都發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，但無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片，兩電表的示數(shù)均保持不變且都在量程范圍內(nèi)，則產(chǎn)生故障的原因是將滑動(dòng)變阻器下方的兩個(gè)接線柱接入電路；
（3）排除故障后，該同學(xué)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，將獲得的幾組數(shù)據(jù)記錄在表中．當(dāng)采集第三組數(shù)據(jù)時(shí)，電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況如圖乙所示，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.3A．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	①	②	③	④	⑤
U/V	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00
I/A	0.10	0.18	0.30	0.38	0.48

（4）請(qǐng)根據(jù)表格中的五組數(shù)據(jù)在圖丙給定的坐標(biāo)紙上畫(huà)出鉛筆芯的I-U圖線．
（5）由畫(huà)出的圖線得到的結(jié)論是通過(guò)鉛筆芯的電流與其兩端的電壓成正比．

Answer 1

分析 （1）在閉合開(kāi)關(guān)之前，應(yīng)使電路中電流最小，即滑動(dòng)變阻器應(yīng)接入最大電阻，則根據(jù)上問(wèn)中的接法可選擇移至哪一端；
（2）滑動(dòng)變阻器的連接方法：滑動(dòng)變阻器在電路中應(yīng)連接一“上”一“下”兩個(gè)接線柱，其在電路中的作用是通過(guò)改變電路中電阻的大小來(lái)改變電路中的電流；當(dāng)將滑動(dòng)變阻器的下下或上上兩個(gè)接線柱接入電路后，無(wú)論怎樣移動(dòng)變阻器的滑片都不能改變電路中的電阻、電流和電壓值；
（3）根據(jù)電流表量程和分度值讀出示數(shù)；
（4）根據(jù)數(shù)據(jù)采用描點(diǎn)的方法電阻不變時(shí)，電流隨電壓變化的圖象；
（5）在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)應(yīng)用控制變量法，當(dāng)一個(gè)量隨著另一個(gè)量的增大而增大，且其增大的倍數(shù)相等時(shí)，則成正比關(guān)系．

解答 解：（1）為防止電路中電流過(guò)大，滑動(dòng)變阻器在電路接通時(shí)，應(yīng)接入最大電阻，故滑片應(yīng)滑到b端；
（2）滑動(dòng)變阻器在電路中應(yīng)連接一“上”一“下”兩個(gè)接線柱，兩電表的示數(shù)均保持不變且都在量程范圍內(nèi)，則產(chǎn)生故障的原因是錯(cuò)將滑動(dòng)變阻器下方的兩個(gè)接線柱接入電路，所以無(wú)論怎樣移動(dòng)變阻器的滑片，都不能改變電流表、電壓表的示數(shù)．
（3）根據(jù)第二組和第四組數(shù)據(jù)判斷，電流表選擇的是0.6A量程，每一小格是0.02A，故讀數(shù)為0.30A；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)收集到的數(shù)據(jù)，在圖中坐標(biāo)系上，采用描點(diǎn)的方法畫(huà)出鉛筆芯的電阻不變時(shí)，電流隨電壓變化的圖象，為正比例圖象（如下圖）；

（6）根據(jù)的數(shù)據(jù)和圖象，可以得出的結(jié)論是：當(dāng)鉛筆芯電阻一定時(shí)，通過(guò)鉛筆芯的電流和兩端的電壓成正比．
故答案為：
（1）b；
（2）錯(cuò)將滑動(dòng)變阻器下方的兩個(gè)接線柱接入電路；
（3）0.30；
（4）如上所示；
（5）通過(guò)鉛筆芯的電流與其兩端的電壓成正比

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)和電路反�，F(xiàn)象的判斷、電流表的讀數(shù)、作圖及分析數(shù)據(jù)的分析能力，關(guān)鍵是控制變量法的應(yīng)用，平時(shí)學(xué)習(xí)時(shí)一定注意該方法的掌握與應(yīng)用．