Question

2．如圖所示是“探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系”的電路圖，其中R是電阻箱．一實驗小組正確連接電路并正確操作后，記錄表一、表二的數(shù)據(jù)．
表一

實驗序號	電壓U/V	電流I/A
1	1.0	0.20
2	1.5	0.30
3	2.0	0.40

表二

實驗序號	電壓R/Ω	電流I/A
1	5	0.40
2	10	0.20
3	20	0.10

圖13
（1）連接電路時開關應該斷開，滑片應置于右端．
（2）分析數(shù)據(jù)可知：
①表一是探究通過導體的電流與電壓的關系是記錄的數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是在電阻不變時，通過導體的電流與電壓成正比，電阻箱接入電路的阻值為5Ω．
②表二是探究另一問題是記錄的數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論是在電壓不變時，通過導體的電流與電阻成反比，實驗中滑動變阻器除能保護電路外，另一個作用是控制電阻箱的電壓不變．
（3）若進行表二問題探究的實驗中電路連接無誤，各元件均完好，所用滑動變阻器的規(guī)格為“15Ω 1A”，將電阻箱的阻值由10Ω調(diào)為20Ω進行實驗時，發(fā)現(xiàn)無論怎樣滑動變阻器，電阻箱兩端的電壓始終無法達到要求．一種可能原因是變阻器的最大阻值太小，改進的辦法是換用最大阻值較大的變阻器．

Answer 1

分析 （1）為保護電路，連接電路時開關應該斷開，滑片應置于阻值最大處；
（2）①根據(jù)表中電流隨電壓的變化關系回答；
分析表中變化的數(shù)據(jù)，根據(jù)控制變量法，分析電流與變化的關系，由歐姆定律求電阻箱的阻值；
②縱向分析表中數(shù)據(jù)，根據(jù)控制變量法得出結(jié)論；根據(jù)實驗目的分析變阻器的作用；
（3）研究通過導體的電流與電阻的關系時，要控制電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理分析回答．

解答 解：（1）為保護電路，連接電路時開關應該斷開，滑片應置于阻值最大處，即右端．
（2）①表一記錄的是電流隨電壓的變化關系，是探究通過導體的電流與電壓的關系；
根據(jù)控制變量法，要控制電阻不變，縱向分析表一數(shù)據(jù)可知：電壓變?yōu)樵瓉淼膸妆�，通過的電流變?yōu)樵瓉淼膸妆�，故可得出的結(jié)論是：在電阻不變時，通過導體的電流與電壓成正比；
由歐姆定律，電阻箱接入電路的阻值為R=$\frac{U}{I}=\frac{1V}{0.2A}$=5Ω．
②表二是探究另一問題，記錄的是電流隨電壓的變化規(guī)律，根據(jù)控制變量法，要保持電壓不變，縱向比較表中數(shù)據(jù)，電阻為原來的幾倍，通過的電流為原來的幾分之一，即可得出結(jié)論是，在電壓不變時，通過導體的電流與電阻成反比；
根據(jù)控制變量法，本實驗中，要控制電壓表示數(shù)不變，當換上不同的電阻時，電壓表示數(shù)會變化，故變阻器的另一個作用是控制電阻箱的電壓不變；
（3）若進行表二問題探究的實驗中電路連接無誤，各元件均完好，所用滑動變阻器的規(guī)格為“15Ω 1A”，將電阻箱的阻值由10Ω調(diào)為20Ω進行實驗時，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)變大，為控制電壓表示數(shù)不變，應增大變阻器連入電路中的電阻大小，分去更多的電壓，便現(xiàn)無論怎樣滑動變阻器，電阻箱兩端的電壓始終無法達到要求．一種可能原因是變阻器的最大阻值太小，改進的辦法是：換用最大阻值較大的變阻器．
故答案為：（1）斷開；右；
（2）①通過導體的電流與電壓；在電阻不變時，通過導體的電流與電壓成正比；5；
②在電壓不變時，通過導體的電流與電阻成反比；控制電阻箱的電壓不變；
（3）變阻器的最大阻值太小；換用最大阻值較大的變阻器．

點評 本題探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系，考查控制變量法及數(shù)據(jù)分析能力及對器材的要求．為電學實驗的重要內(nèi)容，要掌握．