3.某同學在探究“電流與電阻的關系”時,進行了如下實驗:
實驗中,該同學先將5歐姆的電阻R連接入圖A所示的電路.然后再分別用10歐姆和20歐姆的電阻替換5歐姆電阻,重復上述實驗操作.

(1)實驗過程中滑動變阻器除了保護電路外,還具有的作用是控制定值電阻的電壓不變.
(2)該同學通過實驗,得到的數(shù)據(jù)如表所示.根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是:在電壓不變時,通過導體的電流與電阻與反比.
實驗次數(shù)電阻R(歐)電流I(安)
150.48
2100.24
3200.12
(3)該同學換用另一只電阻進行了第4次實驗,剛一閉合開關,發(fā)現(xiàn)電壓表出現(xiàn)如圖B所示的現(xiàn)象,你認為產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是閉合開關前,沒有將滑動變阻器的最大阻值連入電路中.

分析 (1)探究“電流與電阻的關系”時,應控制電阻的電壓不變,據(jù)此作答;
(2)縱向比較表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論;
(3)根據(jù)圖中電壓大小超過電壓表的量程和分壓原理來回答.

解答 解:(1)根據(jù)控制變量法,探究“電流與電阻的關系”時,應控制電阻的電壓不變,所以,實驗過程中滑動變阻器除了保護電路外,還具有的作用是控制電阻的電壓不變;
(2)由表中數(shù)據(jù)和歐姆定律,電壓表的示數(shù)U=IR=0.48A×5Ω=0.24A×10Ω=0.12A×20Ω=2.4V,縱向比較表中數(shù)據(jù),電阻是原來的幾倍,通過的電流是原來的幾分之一.所以得出的結(jié)論是,在電壓不變的情況 下,通過導體的電流與導體的電阻成反比;
(3)圖B中電壓表示數(shù)超過了電壓表的量程,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點,與定值電阻串聯(lián)的變阻器分得的電壓小,根據(jù)分壓原理,沒有將滑動變阻器的最大阻值連入電路中.
故答案為:(1)控制電阻的電壓不變;
(2)在電壓不變時,通過導體的電流與電阻與反比;
(3)閉合開關前,沒有將滑動變阻器的最大阻值連入電路中.

點評 本題探究“電流與電阻的關系”,考查控制變量法的運用、分析數(shù)據(jù)歸納總結(jié)結(jié)論的能力及反常現(xiàn)象的分析等知識,屬于中等難度的題目.

練習冊系列答案
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11.在“伏安法測電阻”的實驗中,老師給曉彤和小雪一個“神秘”的電子盒子(外露兩根導線),讓他們測量其電阻,曉彤和小雪的實驗思路是:根據(jù)I=$\frac{U}{R}$,只要測量電阻兩端的電壓和電流,就可以計算出電阻.為此曉彤找來了實驗器材如圖甲所示進行測量.

實驗次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻R/Ω
11.00.129.1
22.00.2010.0
33.00.2810.7
(1)請你用筆畫線代替導線,將電路連接完整.
(2)曉彤按照自己設計的電路進行實驗,得到的實驗數(shù)據(jù)如表所示.由曉彤的實驗數(shù)據(jù)得到的結(jié)論是9.9Ω.
(3)曉彤打開“神秘”盒子后,發(fā)現(xiàn)盒子內(nèi)的電路如圖乙所示,結(jié)合曉彤的實驗結(jié)論,你的新發(fā)現(xiàn)是串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和.
(4)小雪回想自己設計的實驗電路如圖丙所示,請你對小雪設計的電路進行合理的評價.

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18.小華用如圖所示的電路探究電流與電阻的關系.已知電源電壓為12V,滑動變阻器R2的最大電阻為30Ω,電阻R1為5Ω.實驗過程中,將滑動變阻器滑片移到某一位置時,讀出電阻R1兩端電壓為6V,并讀出了電流表此時的示數(shù).緊接著小華想更換與電壓表并聯(lián)的電阻再做兩次實驗,可供選擇的電阻有l(wèi)0Ω、20Ω、40Ω和60Ω各一個,為了保證實驗成功,小華應選擇的電阻是( 。
A.l0Ω 和 20ΩB.20Ω 和 40Ω
C.40Ω 和 60ΩD.四個電阻中的任何兩個電阻都可以

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8.現(xiàn)要做探究“電阻一定時,電流與電壓的關系”的實驗,實驗中可供使用的器材有:
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B.電壓表(量程0~3V,0~15V)
C.定值電阻R1(阻值為6Ω)
D.定值電阻R2(阻值為10Ω)
E.滑動變阻器R1′(10Ω,2A)
F.滑動變阻器R2′(100Ω,1A)
G.干電池二節(jié) (一節(jié)干電池的電壓為1.5V)
H.開關S一個,導線若干.
則:現(xiàn)利用以上部分器材,探究“電阻一定時,電流與電壓的關系”,要求實驗過程中電表的最大示數(shù)能超過電表量程的一半,同時又考慮操作的方便.則:
(1)用來探究的定值電阻R應選C,滑動變阻器R′應選E(選填實驗器材前的字母代號);
(2)根據(jù)實驗要求,用筆畫線代替導線將實物圖連接起來,要求滑動變阻器的滑片P向左移動阻值變小,使之成為符合實驗要求的電路.
(3)某小組的同學還想通過此連接好的電路測量所選定值電阻的阻值.如果要比較精確測量所選定值電阻的阻值,要求電表的指針至少達到量程的三分之一,同時又要防止損壞電表,那么滑動變阻器連入電路中的阻值變化范圍是0~9Ω.

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15.在“探究電流與電壓的關系”實驗中,提供的器材有:電源(電壓4.5V且不變),小燈泡(標有“2.5V 0.3A”),定值電阻R(阻值為10Ω),滑動變阻器R0(標有“50Ω 1A”),學生用雙量程電流表和電壓表,導線若干.
(1)實驗小組經(jīng)過相互討論,完成了該實驗方案的三次設計.由甲圖到乙圖,改進的理由是小燈泡燈絲電阻受溫度影響較大;接著小組再優(yōu)化電路設計,由圖乙到圖丙.
(2)如圖丙,實驗中,如果出現(xiàn)了電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)接近4.5V,電路發(fā)生的故障可能是電阻R斷路.
(3)故障排除重新連接后,接著在圖丙所示的電路中,閉合開關S,移動變阻器滑片P到某位置時,發(fā)現(xiàn)兩電表中某一個表的指針達到滿刻度,如圖丁或戊所示.此時電流表的示數(shù)為0.3A,電壓表的示數(shù)為3V.
(4)多次調(diào)解滑動變阻器,測出通過電阻R的電流和對應的電壓值,如表所示,分析數(shù)據(jù)可以得到結(jié)論:在電阻一定時,通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比.
電壓U/V1.52.02.53.0
電流I/A0.150.200.250.30
(5)小明最后用圖丙電路“探究電流與電阻的關系”,當定值電阻為10Ω時,對應的電流表示數(shù)為0.15A,接著為了測量更多組數(shù)據(jù),又提供了15Ω、20Ω、25Ω、30Ω定值電阻各一個,其中30Ω定值電阻不能接入電路.

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