Question

【題目】小明同學(xué)用如圖甲所示的電路探究“電流與電壓和電阻的關(guān)系”，電源電壓18V保持不變，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“70Ω1.5A”，阻值為10Ω、20Ω，30Ω、50Ω的電阻各一個(gè)，滿(mǎn)足測(cè)量需求的電流表，電壓表各一個(gè)。

(1)根據(jù)圖甲所示的電路圖，將圖乙所示的實(shí)物圖連接完整，要求閉合S后，滑片P向左移動(dòng)時(shí)電壓表示數(shù)變大。

（__________）

(2)小明先探究“電阻R一定，電流與電壓的關(guān)系”，他將10Ω的電阻作為R接入電路，閉合開(kāi)關(guān)S，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P，測(cè)出電阻兩端施加不同電壓時(shí)對(duì)應(yīng)電流值，并記錄（如表所示）。第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表的讀數(shù)如圖丙所示，則此時(shí)流經(jīng)電阻的電流為_____A．分析數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：_____。

實(shí)驗(yàn)次序	1	2	3	4
U/V	3.0	4.0	5.0	6.0
I/A	0.30	0.41		0.62

(3)接著小明根據(jù)表1數(shù)據(jù)繪制出I—U圖像，如圖丁中a所示，實(shí)驗(yàn)完成后，將電阻換成小燈泡。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，繪制出I—U圖像，如圖丁中b所示，試分析圖像中A、B、C三電阻RA、RB、RC從小到大排列依次為（用不等式表示）：_____。

(4)小明在探究“電壓U一定，電流與電阻的關(guān)系”：

a、他將10Ω的電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P到適當(dāng)位置，讀出電流表示數(shù)記入表中斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，小明用20Ω的電阻替換10Ω的電阻，閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑片P使滑動(dòng)變阻器接入電路阻值_____（選填“增大”或“減小”）他這樣操作的目的是_____。

實(shí)驗(yàn)次序	1	2	3	4
R/Ω	10	20	30	50
I/A	0.60	0.30	0.20	0.12

b、上表是小明提交的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，老師指出有一組數(shù)據(jù)不符合實(shí)際，你認(rèn)為這是實(shí)驗(yàn)次序_____的數(shù)據(jù)，選出的理由是_____。

Answer 1

【答案】 0.5 電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比 RA<RC<RB 減小 控制電壓不變 4 當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入最大值70Ω時(shí)，保持定值電阻電壓不變，可替換的最大電阻為35Ω

【解析】

本探究“電流與電壓和電阻的關(guān)系”，考查電路連接、電流表讀數(shù)、數(shù)據(jù)分析、影響電阻大小的因素、操作過(guò)程、控制變量法和對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求，認(rèn)真分析題意，根據(jù)歐姆定律等知識(shí)分析求解，難度較大。

(1)[1]滑片P向左移動(dòng)時(shí)電壓表示數(shù)變大，則滑動(dòng)變阻器分壓減少，滑動(dòng)變阻器的電阻變小，故應(yīng)將變阻器A接線(xiàn)柱接入電路，如下圖所示：

(2)[2]第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表的讀數(shù)如圖丙所示，電流表選用大量程，分度值為0.1A，則此時(shí)流經(jīng)電阻的電流為0.5A。

[3]分析這些數(shù)據(jù)可知電壓與電流的比值為定值，故可以得出結(jié)論：在電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比。

(3)[4]分析 A、B兩點(diǎn)，由圖可知A、B兩點(diǎn)電流相同，而B點(diǎn)電壓大于A(yíng)點(diǎn)電壓，則RA＜RB；分析 B、C兩點(diǎn)，由圖可知B、C兩點(diǎn)電壓相同，而C點(diǎn)電流大于B點(diǎn)電流，則RC＜RB，由圖線(xiàn)b可知，燈泡兩端的電壓變大時(shí)，電流變大，燈絲溫度升高，燈泡的電阻增大，所以RA＜RC，所以有RA＜RC＜RB。

(4)[5][6]根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由10Ω改接成20Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，使電壓表的示數(shù)控制不變。

[7][8]由題可知電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，控制電阻兩端的電壓為

當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入最大值70Ω時(shí)，電源電壓不變，保持定值電阻兩端電壓為6V不變，可替換的最大電阻為，則由串聯(lián)分壓規(guī)律可知，

即

則可替換的最大電阻為

所以第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不符合實(shí)際。