Question

13．小偉在探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，采用了如圖1所示的電路圖，實(shí)驗(yàn)中他選用的定值電阻分別是5Ω、10Ω、15Ω，電源由兩節(jié)新的干電池組成，滑動(dòng)變阻器的阻值范圍是0～15Ω．
（1）請(qǐng)按照電路圖并選擇合適的量程，一筆代替導(dǎo)線將圖2中的實(shí)物連接完整；
（2）連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑至C端（選填“C”或“D”）；
（3）小偉在實(shí)驗(yàn)過程中始終保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，先后在M、N間換上5Ω、10Ω和15Ω的電阻，并記錄電流表的示數(shù)．他這樣錯(cuò)誤操作將導(dǎo)致結(jié)果電流和電阻不成反比；
（4）正確操作應(yīng)是每次更換電阻、閉合開關(guān)后，首先應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使幾次測(cè)量的電壓
保持一定（相同），然后再記錄電流表的示數(shù)；
（5）某此實(shí)驗(yàn)中電流表、電壓表的示數(shù)如圖3所示，根據(jù)你前面選擇的量程，則電流表的示數(shù)是0.3A，電壓表的示數(shù)是1.5V．

Answer 1

分析 （1）在此題中，電壓表的量程看電源電壓，電流表的量程要以電路中可能出現(xiàn)的最大電流值為選擇的依據(jù)．連接電路時(shí)，要注意電流表、電壓表的正負(fù)接線柱．
（2）在電路沒有連接好之前，開關(guān)一直是斷開的，這是為了防止電路中有短路的地方而導(dǎo)致用電器損壞；閉合開關(guān)前將滑動(dòng)變阻器的滑片達(dá)到最大阻值出，是為了讓電路中有較大的電阻，防止電路中電流過大而燒壞用電器．
（3）（4）研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要控制導(dǎo)體兩端的電壓相同，從這個(gè)角度來分析造成結(jié)論不正確的原因．
（5）根據(jù)電壓表和電流表選擇的量程和最小分度值，讀出電壓表和電流表的示數(shù)．

解答 解：（1）此題中由于電源是由兩節(jié)干電池組成，故電源電壓為3V，所以，電壓表的量程選0～3V．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為零，定值電阻的阻值為5Ω時(shí)，電路中的電流最大．此時(shí)I_大=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，也不超過0.6A，所以電流表的量程選擇0～0.6A．故連接電路圖如下：

（2）在連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，這是為了防止電路中有短路的地方而導(dǎo)致?lián)p壞用電器；通常在使用前應(yīng)將電阻值調(diào)至最大阻值處即C處；
（3）在滑動(dòng)變阻器的電阻值Rp不變的情況下，電路中由于將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻，使整個(gè)電路的電阻值R總增大．利用公式I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的總電流I減小．此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓Up=IRp，由于Rp不變，I減小，導(dǎo)致了Up的減小，而定值電阻兩點(diǎn)之間的電壓等于總電壓減去滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，由于滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小導(dǎo)致了定值電阻兩點(diǎn)之間的電壓增大．而在研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要控制導(dǎo)體兩端的電壓相同，他沒有調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使幾次測(cè)量的電壓保持一定（相同）．
（4）該同學(xué)完成一次試驗(yàn)后，為確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，每次更換電阻、閉合開關(guān)后，首先應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使幾次測(cè)量的電壓保持一定（相同），然后再記錄電流表的示數(shù)．
（5）電流表選擇量程0～0.6A，分度值為0.02A，故讀數(shù)為0.3A；電壓表選擇量程0～3V，分度值為0.1V，故讀數(shù)為1.5V．
故答案為：
（1）見上圖；
（2）斷開；C；
（3）導(dǎo)致結(jié)果電流和電阻不成反比；
（4）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使幾次測(cè)量的電壓保持一定（相同）；
（5）0.3；1.5．

點(diǎn)評(píng) 此題是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)題目，考查了實(shí)物圖的連接、電表量程的選擇及讀數(shù)、滑動(dòng)變阻器的使用方法、電流與電阻的關(guān)系，以及控制變量法的實(shí)際應(yīng)用，考查全面，利用控制變量法來研究電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系時(shí)，定值電阻的改變，可以使其兩端的電壓改變，要注意到這個(gè)細(xì)節(jié)．