Question

12．用如圖甲所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”，電源電壓15V保持不變，滑動變阻器的規(guī)格是“50Ω 2A”，阻值為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的電阻各一個，電流表量程0-0.6A、0-3A，電壓表量程0-3V，0-15V．
（1）根據(jù)圖甲將圖乙所示的實物圖連接完整，電壓表量程選擇應(yīng)滿足能測量5組數(shù)據(jù)．
（2）小明將10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，多次移動滑動變阻器的滑片，記錄對應(yīng)的幾組電表示數(shù)，此過程小明實際探究的問題是在電阻不變時，電流與電壓的關(guān)系．
（3）探究“電流與電阻的關(guān)系”的試驗中，滑動變阻器除了保護電路的作用外，還有一個重要作用是控制電壓表示數(shù)不變．
（4）下表是另一個同學(xué)提交的實驗數(shù)據(jù)，林老師指出有的數(shù)據(jù)不符合實際，你認(rèn)為不符合實際的是實驗次序4、5的數(shù)據(jù)，理由是要控制電阻兩端的電壓6V不變，所需分壓電阻超出了滑動變阻器的最大阻值．

實驗次序	R/Ω	I/A
1	10	0.59
2	20	0.30
3	30	0.20
4	40	0.15
5	50	0.12

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)分析電流表的量程與電阻串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出電壓確定電壓表量程和電阻并聯(lián)；
（2）探究電流與電阻、電壓有關(guān)系，根據(jù)控制不變的量，確定電流與變化量的關(guān)系；多次測量得出普遍性的結(jié)論；
（3）要探究電流和電阻的關(guān)系，控制電壓表示數(shù)不變；
（4）根據(jù)歐姆定律求出電阻兩端電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點求出滑動變阻器兩端電壓，再根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器的阻值，做出解答．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，最大電流為0.59A，所以電流表選擇0.6A量程即可；
根據(jù)歐姆定律可知，導(dǎo)體兩端電壓約為U=IR=0.2A×30Ω=6V，所以電壓表選擇15V量程；
電壓表和電阻并聯(lián)，電流表和電阻串聯(lián)，實物圖連接如下：

（2）小明將10Ω的電阻接入電路中，閉合開關(guān)，多次移動滑動變阻器的滑片，記錄對應(yīng)的幾組電表示數(shù)．此過程小明控制電阻不變，改變電壓值，記錄對應(yīng)的電流大小，探究的問題是電流與電壓的關(guān)系；
（3）探究“電流與電阻的關(guān)系”的試驗中，要控制電壓表示數(shù)不變，當(dāng)換上不同的電阻時，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)變化，故滑動變阻器除了保護電路的作用外，還有一個重要作用是：控制電壓表示數(shù)不變；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，電阻兩端的電壓保持6V不變，
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，那么第4次實驗中，滑動變阻器分擔(dān)的電壓為15V-6V=9V，根據(jù)歐姆定律可知，滑動變阻器的阻值R_滑=$\frac{U}{I}=\frac{9V}{0.15A}$=60Ω＞50Ω，超出了滑動變阻器的最大阻值；同理第5次實驗中也超出了滑動變阻器的最大阻值．
故答案為：（1）如上圖；（2）電流與電壓的關(guān)系；（3）控制電壓表示數(shù)不變；（4）4、5；要控制電阻兩端的電壓6V不變，所需分壓電阻超出了滑動變阻器的最大阻值．

點評 此題主要考查的是學(xué)生對量程的選擇、電路圖的連接、控制變量法和歐姆定律的理解和掌握，為中考常見題型．