Question

（2012?濟寧）小明利用實驗探究電阻上的電流跟兩端電壓的關系．?
（1）請你用筆畫線代替導線，按圖甲所示的電路圖，幫小明將圖乙中的器材連接起來．要求：變阻器滑片向右移動時，電流表的示數變小，導線不能交叉．?

（2）小明連接好電路后，閉合開關，發(fā)現無論怎樣移動滑片P，電流表示數始終為0，電壓表示數約為6V，則電路中出現的故障可能是

電阻R₁斷路

．??
（3）小明排除故障后繼續(xù)實驗，通過調節(jié)滑動變阻器，改變定值電阻R₁兩端的電壓，測得電流、電壓的值如表一．分析表一中的數據可以得出結論：

電阻一定時，電流跟電壓成正比

．
表一

定值電阻	實驗次序	電壓U1/V	電流I1/A
R1=5Ω	1	1.5	0.3
	2	3.0	0.6
	3	4.5	0.9

（4）為了檢驗結論是否具有普遍性，小明又換用10Ω的電阻R₂繼續(xù)實驗，測得數據如表二，小明分析表二的數據發(fā)現上面的結論仍成立．觀察對比兩表格中的數據，你還能發(fā)現電流與電阻的關系嗎？請你寫出分析過程和結論．?
分析過程：

對比2、4（或3、5）兩次實驗數據可知：U₁=U₂=3V（或U₁=U₂=4.5V），

I1

I2

=

2

1

、

R1

R2

=

1

2

、

I1

I2

=

R2

R1

．?
結論：

電壓一定時，電流跟電阻成反比

．
表二

定值電阻	實驗次序	電壓U2/V	電流I2/A
R2=10Ω	4	3.0	0.3
	5	4.5	0.45
	6	6.0	0.6

Answer 1

分析：（1）根據電路圖連接實物圖，可采用“電流流向法”，從電源的正極出發(fā)，按照電流的流向，先串主電路，兩將電壓表并在待測電阻的兩端；根據電源的電壓確定電壓表的兩端，根據歐姆定律確定電路中的最大電流并確定電流表的量程；滑動變阻器按“一上一下”的原則串聯在電路中，根據題中要求“變阻器滑片向右移動時，電流表的示數變小”即滑動變阻器的阻值變大，左下方接線柱必須接入電路．
（2）無論怎樣移動滑片P，電壓表有示數且接近電源的電壓說明與電壓表兩接線柱連接的部分是通路，電流表無示數說明電路斷路，即電壓表并聯的部分斷路．
（3）探究電流與電壓、電阻的關系時，要用到控制變量法，把握表一、表二中數據的相同點與不同點是得出結論的入手點．

解答：解（1）由圖可知電源的電壓U=4×1.5V=6V＞3V，所以電壓表的量程為0～15V；電路中的最大電流

6V

5Ω

=1.2A＞0.6A，所以電流表的量程為0～3A；
滑動變阻器按“一上一下”的原則串聯在電路中，且左下方接線柱必須接入電路；
根據電流的流向，從電源的正極出發(fā)依次串聯滑動變阻器、電阻R、電流表、開關回到負極，再把電壓表并聯在電阻R的兩端，如下圖所示：

（2）連接好電路后，閉合開關，發(fā)現無論怎樣移動滑片P，電流表示數始終為0，電壓表示數約為6V，說明與電壓表并聯的部分斷路，即可能是電阻R₁斷路．
（3）在表一中：導體的電阻5Ω一定，導體兩端的電壓從1.5V到3V再到4.5V，相對應的，導體中的電流從0.3A到0.6A再到0.9A．電壓增加幾倍，電流也增加幾倍，故得結論：在電阻一定時，電流與電壓成正比．
（4）分析對比2、4（或3、5）兩次實驗數據可知：兩電阻兩端的電壓相等，對應的電流之比等于兩電阻阻值之比的倒數，即電壓一定時，電流跟電阻成反比．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）電阻R₁斷路；  
（3）電阻一定時，電流跟電壓成正比；
（4）分析過程：對比2、4（或3、5）兩次實驗數據可知：U₁=U₂=3V （或U₁=U₂=4.5V），

I1

I2

=

2

1

，

R1

R2

=

1

2

，

I1

I2

=

R2

R1

；
結論：電壓一定時，電流跟電阻成反比．

點評：本題考查了實物電路圖的連接、電路故障的判斷、控制變量法在實驗結論中的應用等，關鍵：一是會根據電源的電壓和電路中的最大電流確定電表的量程；二是會根據控制變量法分析實驗數據得出結論，特別是會分析表一、表二的示數得出電流與電阻的關系．