Question

11．在“探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，小剛設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示．
實(shí)驗(yàn)器材：電源（電壓恒為6V），電流表、電壓表各一只，一個(gè)開關(guān)，三個(gè)定值電阻（分別為5Ω、10Ω、20Ω），兩只滑動(dòng)變阻器（分別標(biāo)有“50Ω 2A”、“30Ω 1A”），導(dǎo)線若干．

（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲所示的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線把圖乙所示的實(shí)物電路連接完整（根據(jù)本實(shí)驗(yàn)，合理選擇電流表和電壓表的量程接入電路）．
（2）連接電路時(shí)，開關(guān)S應(yīng)處于斷開狀態(tài)．閉合開關(guān)S前，滑片P應(yīng)置于B（選填“A”或“B”）端．
（3）在探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，所測(cè)得的幾組電流、電壓值見表所示．分析表中數(shù)據(jù)可知：接入電路的定值電阻阻值為5Ω；當(dāng)導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比．

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	電壓 U/V	電流 I/A
1	1.0	0.20
2	1.5	0.30
3	2.0	0.40

（4）探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，首先將5Ω的電阻接入電路，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2V，讀出并記下電流值．?dāng)嚅_開關(guān)，再將5Ω的電阻改接成10Ω的電阻后，不移動(dòng)滑片，再閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于2V（選填“大于”、“小于”或“等于”）．于是他下一步的操作是：將滑動(dòng)變阻器的滑片向B（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表示數(shù)為2V，并記下電流值；再改接20Ω重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)．
（5）當(dāng)他改接20Ω的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電壓表的示數(shù)始終無法達(dá)到2V．經(jīng)檢查，電路連接無誤，各元件均完好，請(qǐng)你找出一種可能的原因：滑動(dòng)變阻器最大阻值過�。�請(qǐng)你利用題中現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材幫他解決問題，其方法是：增大滑動(dòng)變阻器的電阻值．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電壓電源電壓和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)判定電表的量程；
（2）在連接電路時(shí)，要把開關(guān)斷開，滑動(dòng)變阻器移到最大阻值處．這樣做是為了保護(hù)電路．
（3）要探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系，需要用到控制變量法，若探究電流與電壓的關(guān)系，需使電阻不變，改變電壓；若要探究電流與電阻的關(guān)系，需使電壓不變，改變電阻；
（4）根據(jù)控制變量法可知需控制電壓相同，由于電路中電阻的變化，根據(jù)串聯(lián)分壓可知待測(cè)電阻兩端的電壓會(huì)增大，則為了保持待測(cè)電阻兩端的電壓相同，則需在通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器來實(shí)現(xiàn)這一要求；
（5）從滑動(dòng)變阻器阻值大小、電源電壓大小、電阻本身等方面分析原因．

解答 解：（1）電流表串聯(lián)接入電路中，量程為0-0.6A，電壓表并聯(lián)在電路中，量程為0-15V；實(shí)物圖為：

（2）在連接電路時(shí)，要把開關(guān)斷開，滑動(dòng)變阻器移到最大阻值處即B處．
（3）探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，要保持電阻值不變，根據(jù)第一組數(shù)據(jù)知，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.0V}{0.2A}$=5Ω；分析得，電阻不變，電壓增大為原來的幾倍，電流就增大為原來的幾倍，可得當(dāng)導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
（4）研究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)可知，5Ω的定值電阻改接成10Ω的定值電阻，即電阻增大，分得的電壓增大，因此電壓表的示數(shù)大于2V；為了完成實(shí)驗(yàn)即保持電阻兩端的電壓不變，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，即應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，所以滑片應(yīng)向B端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2V．
（5）無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，20Ω電阻兩端的電壓始終無法達(dá)到2V，可能是滑動(dòng)變阻器最大阻值太小，滑動(dòng)變阻器分壓太小，使電阻電阻兩端的電壓過大造成的；或是定值電阻的阻值過大，造成分壓過大，或是由于控制的定值電阻兩端的電壓太小造成的；或是電源電壓太大．解決的辦法是增大滑動(dòng)變阻器的電阻值．
故答案為：（1）如上圖；（2）斷開；B；（3）5；正比；（4）大于；B；（5）滑動(dòng)變阻器最大阻值過��；增大滑動(dòng)變阻器的電阻值．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究電流、電壓和電阻三者之間的關(guān)系，為歐姆定律做鋪墊，側(cè)重考查控制變量法，能否知道控制電壓不變是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵所在．