Question

2．小科用如圖所示的電路，研究通過導體的電流與電阻的關系（電源電壓不變）．
（1）實驗中，小科每次改變電阻R₁的阻值后，再調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)不變．

實驗次序	1	2	3	4	5
R/Ω	10	20	30	40	50
I/A	0.6	0.3	0.2		0.12

（2）小科做第4次實驗時，將電阻R₁的阻值從30Ω換成40Ω后，就直接記錄電流表示數(shù)．這個示數(shù)可能是B．
A.0.2A          B.0.17A          C.0.15A          D.0.13A．

Answer 1

分析 （1）研究通過導體的電流與電阻的關系時，應保持定值電阻的電壓不變；
（2）研究通過導體的電流與電阻的關系要保持導體兩端的電壓不變，小華將R₁的阻值從30Ω調(diào)為40Ω后，就直接記錄電流表示數(shù)，沒有移動滑動變阻器，從而會導致電路中的電流變大．根據(jù)歐姆定律，計算出當R₁兩端的電壓保持不變，且R₁阻值為40Ω時電路中的電流并與第3次操作中的電流大小進行比較，從而作出判斷．

解答 解：（1）研究通過導體的電流與電阻的關系時，應保持定值電阻的電壓不變，即控制電壓表示數(shù)保持不變；
（2）在實驗操作過程中，電壓表的示數(shù)U=IR=0.6A×10Ω=6V保持不變，當將電阻R₁的阻值從30Ω換成40Ω后（滑片位置不動），根據(jù)分壓原理，定值電阻電壓變大，即電壓表示數(shù)U′將大于6V，此時電路中的電流即電流表示數(shù)I′₄=$\frac{{U}^{′}}{{R}_{4}}=\frac{{U}^{′}}{40Ω}$＞I₄=$\frac{U}{{R}_{4}}=\frac{6V}{40Ω}$=0.15A…①；
要保持電壓表示數(shù)不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，應增大變阻器分得的電壓，即增大變阻器連入電路中的阻值大小，當按正確的步驟操作時，電流表的示數(shù)應為I₄=$\frac{U}{{R}_{4}}=\frac{6V}{40Ω}$=0.15A，
在第3次實驗中，電流表示數(shù)為I₃=$\frac{{U}_{電源}}{{R}_{3}{+R}_{滑}}=\frac{{U}_{電源}}{30Ω{+R}_{滑}}$=0.2A，
若按小科的做法，電流表的示數(shù)I′₄=$\frac{{U}_{電源}}{{R}_{4}{+R}_{滑}}=\frac{{U}_{電源}}{40Ω{+R}_{滑}}$＜I₃=$\frac{{U}_{電源}}{{R}_{3}{+R}_{滑}}=\frac{{U}_{電源}}{30Ω{+R}_{滑}}$=0.2A…②，
由①②知，0.15A＜I′₄＜0.2A，所以，小科做第4次實驗時，將電阻R₁的阻值從30Ω換成40Ω后，就直接記錄電流表示數(shù)．這個示數(shù)可能是0.17A，答案選B．
故答案為：（1）電壓表；
（2）B．

點評 本題研究通過導體的電流與電阻的關系，考查控制變量法的運用及應用正確的操作步驟并結合歐姆定律比較電流的大小，綜合性較強，難度較大．