Question

12．王小多同學(xué)在探究“電流跟電壓、電阻關(guān)系”的過程中，按圖1的電路圖正確連接電路后，該同學(xué)做了如下步驟：

（一）保持定值電阻R的阻值不變，閉合開關(guān)S后，使R兩端的電壓發(fā)生變化，分別讀出并記錄對應(yīng)于不同電壓下的電流表示數(shù)．
（二）保持每次定值電阻兩端電壓保持不變，換用不同的定值電阻，如5Ω、10Ω、15Ω，分別讀出并記錄對應(yīng)于不同阻值的電流表的示數(shù)．
（1）步驟（一）的設(shè)計(jì)目的是為了探究電流與電壓的關(guān)系；
（2）小多在按步驟（二）做時(shí)，選一個(gè)“5Ω”的電阻，測得電流表示數(shù)為0.2A，當(dāng)換“10Ω”來做時(shí)，馬上讀數(shù)后發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)不是0.1A，（不考慮溫度對電阻的影響），你認(rèn)為電流表的讀數(shù)將會(huì)是大于（填“大于”、“小于”）0.1A，滑片應(yīng)該向右移動(dòng)（選填“左”、“右”），此時(shí)，眼睛應(yīng)觀察電壓表．
（3）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，在閉合開關(guān)S后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)等于電源電壓值，造成此現(xiàn)象的可能原因是（寫出兩種）定值電阻斷路，滑動(dòng)變阻器短路．
（4）在進(jìn)行步驟（二）時(shí)，正確操作后根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制如圖2所示的圖象，根據(jù)圖象得出的結(jié)論
為電壓一定時(shí)，導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）電流跟電壓和電阻有關(guān)，探究過程要使用控制變量法，由此分析步驟（一）的探究目的；
（2）探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，更換電阻后，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值，控制電阻兩端電壓不變．由此分析解答；
（3）常見電路故障有斷路與短路，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)與電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因；
（4）由探究（二）的目的和圖象總結(jié)結(jié)論．

解答 解：
（1）步驟（一）中，保持定值電阻R的阻值不變，改變了R兩端的電壓，所以是探究電流與電壓關(guān)系的；
（2）步驟（二）中，保持每次定值電阻兩端電壓不變，改變了電阻，是探究電流與電阻關(guān)系的．
探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)保持電阻兩端電壓不變，電流與電阻阻值的乘積不變，是一個(gè)定值；實(shí)驗(yàn)時(shí)，選一個(gè)“5Ω”的電阻，測得電流表示數(shù)為0.2A，電阻兩端電壓U=IR=0.2A×5Ω=1V；
當(dāng)換“10Ω”來做時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)不是0.1A，電流與電阻乘積不是定值，這是由于更換電阻時(shí)，沒有保持電阻兩端電壓不變造成的，
因?yàn)閾Q“10Ω”電阻后，為保持電阻兩電壓不變，由串聯(lián)電路的分壓原理知，滑片應(yīng)該向右端移動(dòng)增大變阻器連入阻值，眼睛觀察電表示數(shù)為1V時(shí)為止；
因?yàn)闆]有將變阻器連入阻值調(diào)大，所以定值電阻兩端電壓高于1V，所以電路中電流大于0.1A；
（3）定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表與定值電阻并聯(lián)，測定值電阻電壓，如果滑動(dòng)變阻器短路或定值電阻斷路，則電壓表直接接在電源兩端，測電源電壓，閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)等于電源電壓；
（4）步驟（二）是探究電流與電阻關(guān)系的，由圖象知圖象中每個(gè)點(diǎn)的對應(yīng)的電流與電阻的乘積都為定值，故可得結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
故答案為：
（1）電流與電壓的關(guān)系；
（2）大于；右；電壓；
（3）定值電阻斷路；滑動(dòng)變阻器短路；
（4）電壓一定時(shí)，導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．

點(diǎn)評 本題考查了應(yīng)用控制變量法分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、�?shí)驗(yàn)的操作和注意事項(xiàng)、電路故障分析等．掌握并能熟練運(yùn)用控制變量法是關(guān)鍵．