Question

17．在探究“電阻上的電流跟兩端電壓關(guān)系”的實驗過程中，小敏設(shè)計了如圖所示的電路圖，其中電源電壓為3V，電阻R₁為20Ω，變阻器R₂上標(biāo)有“15Ω，1A”字樣．
（1）請你幫他選擇電表并確定量程：電路圖中的①處應(yīng)連接電壓表；電流表應(yīng)選0～0.6A的量程．
（2）如表是小敏記錄的實驗數(shù)據(jù)，據(jù)此可以得出的規(guī)律是：電阻一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比．

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓U/V	2	2.4	2.8
電流I/A	0.1	0.12	0.14

（3）小敏在實驗中想把電壓表的示數(shù)調(diào)到1V，但無論怎樣調(diào)節(jié)都無法達(dá)到要求，其原因可能是：滑動變阻器的最大阻值太小．
（4）小敏還想用這個電路研究電流跟電阻的關(guān)系，并與表中的第一次實驗數(shù)據(jù)做比較，于是他把20Ω的電阻換成10Ω，閉合開關(guān)，小敏的下一步操作是調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2V，記錄數(shù)據(jù)，接著他把10Ω換成5Ω，重復(fù)上述操作．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流表是串聯(lián)使用、電壓表是并聯(lián)使用確定兩表的名稱；根據(jù)電源電壓和電路中的最小電阻確定最大電流，進(jìn)而確定電流表選擇的量程；
（2）實驗時同一電阻，電阻阻值一定，根據(jù)表中數(shù)據(jù)的電流與電壓的關(guān)系得出結(jié)論；
（3）串聯(lián)電路電阻具有分壓作用，電阻R₁兩端電壓的高低，決定于滑動變阻器接入電路電阻的大�。�
（4）串聯(lián)電路定值電阻兩端電壓隨電阻的變化而變化，接入電路的電阻阻值發(fā)生變化，兩端電壓也相應(yīng)地發(fā)生改變；研究電流與電阻的關(guān)系，要控制電壓不變，據(jù)此分析回答．

解答 解：
（1）與定值電阻并聯(lián)的①是電壓表，如果是電流表，則定值電阻被短路；串聯(lián)在電路中的②電表應(yīng)該為電流表，如果是電壓表，則電路斷路；
電源電壓U=3V，電路中的最小電阻為R₁=20Ω（此時滑動變阻器連入的電阻為0），最大電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{20Ω}$=0.15A，所以電流表選擇小量程0～0.6A；
（2）導(dǎo)體的電阻20Ω一定，導(dǎo)體兩端的電壓從2V到2.8V，導(dǎo)體中的電流從0.1A到0.14A，電壓增加幾倍，電流也增加幾倍，故得結(jié)論：電阻一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
（3）串聯(lián)電路起分壓作用，無論怎樣調(diào)節(jié)都無法把電壓表的示數(shù)調(diào)到1V，說明定值電阻兩端電壓太大，滑動變阻器分得的最大電壓太小，即滑動變阻器的最大阻值太小．
（4）表中的第一次實驗數(shù)據(jù)，定值電阻兩端的電壓U=2V；將定值電阻由20Ω換成10Ω，阻值減小，兩端電壓也相應(yīng)減小；要保持兩端電壓不變，必須調(diào)節(jié)滑動變阻器，使其連入阻值減小，才能保持電壓表示數(shù)不變．
故答案為：
（1）電壓；0～0.6A；
（2）電阻一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
（3）滑動變阻器的最大阻值太��；
（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2V．

點評 本題主要考查的是電流與電壓電阻的關(guān)系，探究方法是控制變量法．解題的關(guān)鍵是熟悉探究過程和串聯(lián)電路的分壓作用．?dāng)⑹鲭娏髋c電壓的關(guān)系時，一定注意是“電流與電壓”成正比，而不是“電壓與電流”成正比．