Question

8．為了探究電流與電壓的關(guān)系，金羽設(shè)計了圖1所示的實驗電路圖．

（1）實驗選用的器材如圖2所示，其中電源電壓為3V，定值電阻R₂=5Ω，滑動變阻器標(biāo)有“50Ω 1.2A”字樣．實驗時，小張同學(xué)選用電壓表的3V量程，電流表的0.6A量程．他選擇的電流表量程的理由是滑動變阻器處于最小值為零時，電路中的最大電流為0.6A沒有超過電流表的量程．
（2）小張同學(xué)根據(jù)電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖2中的元件連成電路，但他少畫了一條線，請你在圖2中幫他補上這條線．
（3）在實驗中，為了增大R₁兩端的電壓，小張同學(xué)應(yīng)該將滑動變阻器的滑片向左端滑動．
（4）表是小張同學(xué)探究電流與電壓關(guān)系時記錄的幾組實驗數(shù)據(jù)．通過對表中數(shù)據(jù)的分析，可得到的初步結(jié)論是：在電阻一定時，導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比．

實驗次數(shù)	l	2	3	4	5
電壓/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
電流/A	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50

（5）歸納總結(jié)是學(xué)習(xí)物理的一種良好習(xí)慣．王璐同學(xué)對電學(xué)中的一個重要元件--滑動變阻器進(jìn)行歸納，發(fā)現(xiàn)除了“保護(hù)電路”這一作用外，它在不同電路中還有著不完全相同的作用，請你與她共同思考：
圖3-甲是研究歐姆定律的實驗，在該實驗中：探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系時，滑動變阻器的作用是改變電阻兩端的電壓；探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻的關(guān)系時，滑動變阻器的作用是控制電阻兩端的電壓不變；圖3-乙是伏安法測小燈泡電阻的實驗，在該實驗中滑動變阻器的作用是為了多次測量，從而發(fā)現(xiàn)溫度對小燈泡燈絲電阻的影響．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電壓和滑動變阻器處于最小值時，計算電路中的最大電流，然后與電流表的量程比較即可知道；
（2）沿電流的方向，按照電壓表、電流表、滑動變阻器等各元件的使用規(guī)則，逐個分析判斷；
（3）要增大R₁兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓、電阻特點，利用歐姆定律計算出滑動變阻器的阻值變化，即可得出滑片的移動方向；
（4）對數(shù)據(jù)分析時，注意利用控制變量法，表明初步結(jié)論的條件；
（5）在解題時應(yīng)盡量回憶與每一個實驗相關(guān)的內(nèi)容，然后再進(jìn)行區(qū)分比較，找出其相應(yīng)的異同點．其中滑動變阻器在此各個實驗中的作用就是改變電路中的電流，調(diào)節(jié)部分電路兩端的電壓．

解答 解：（1）探究電流與電壓的關(guān)系實驗時，滑動變阻器處于最小值為零時，即只有R接入時；
則電路中的電流最大為I=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A；所以電路中的最大電流沒有超過電流表的量程0.6A，所以選擇0～0.6A；
（2）順著電流流向觀察，很明顯主線電源、電流表、定值電阻、滑動變阻器、開關(guān)連接正確；而電壓表與定值電阻并聯(lián)時，缺少一根導(dǎo)線，電源由兩節(jié)干電池組成，總電壓為3V，所以電壓表選擇0～3V的量程，正確連接如圖：

（3）在本實驗中，剛閉合開關(guān)，滑動變阻器處于阻值最大位置，電路中的電流最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知，R₁兩端的電壓也是最小值，要增大R₁兩端的電壓，根據(jù)U=IR可知，R₁的電阻是定值，所以應(yīng)增大電路中的電流，即滑動變阻器的接入電路的阻值減小，即小張同學(xué)應(yīng)該將滑動媳器的滑片左移動．
（4）由實驗數(shù)據(jù)可知，電壓增大幾倍，電流隨著增大幾倍，所以依據(jù)控制變量法得：在電阻一定時，電流跟電壓成正比．
（5）探究電流與電壓的關(guān)系，需改變電阻兩端的電壓；
探究電流與電阻的關(guān)系，需保持電阻兩端的電壓不變；
伏安法測量小燈泡的電功率，需改變燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流進(jìn)行多次測量，得出溫度對小燈泡燈絲電阻的影響，這些都由滑動變阻器來完成．
故答案為：（1）滑動變阻器處于最小值為零時，電路中的最大電流為0.6A沒有超過電流表的量程；（2）見上圖；（3）左；（4）在電阻一定時，導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比；（5）改變電阻兩端的電壓；控制電阻兩端的電壓不變；溫度．

點評 題考查的知識點較多，電表的量程選擇時要結(jié)合待測電阻和電源電壓來分析，注意實物連線經(jīng)常出現(xiàn)的故障是在接電表時正負(fù)接線柱上；接變阻器時一定要“一上一下”“上任意，下注意”．對滑動變阻器在不同實驗中的作用，關(guān)鍵是能否知道相關(guān)實驗的目的和探究方法是解決本題的關(guān)鍵．