Question

（2012?濟(jì)寧）小明利用實(shí)驗(yàn)探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系．?
（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，按圖甲所示的電路圖，幫小明將圖乙中的器材連接起來(lái)．要求：變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變小，導(dǎo)線不能交叉．?

（2）小明連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P，電流表示數(shù)始終為0，電壓表示數(shù)約為6V，則電路中出現(xiàn)的故障可能是

電阻R₁斷路

．??
（3）小明排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，改變定值電阻R₁兩端的電壓，測(cè)得電流、電壓的值如表一．分析表一中的數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：

電阻一定時(shí)，電流跟電壓成正比

．
表一

定值電阻	實(shí)驗(yàn)次序	電壓U1/V	電流I1/A
R1=5Ω	1	1.5	0.3
	2	3.0	0.6
	3	4.5	0.9

（4）為了檢驗(yàn)結(jié)論是否具有普遍性，小明又換用10Ω的電阻R₂繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得數(shù)據(jù)如表二，小明分析表二的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)上面的結(jié)論仍成立．觀察對(duì)比兩表格中的數(shù)據(jù)，你還能發(fā)現(xiàn)電流與電阻的關(guān)系嗎？請(qǐng)你寫(xiě)出分析過(guò)程和結(jié)論．?
分析過(guò)程：

對(duì)比2、4（或3、5）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：U₁=U₂=3V（或U₁=U₂=4.5V），

I1

I2

=

2

1

、

R1

R2

=

1

2

、

I1

I2

=

R2

R1

．?
結(jié)論：

電壓一定時(shí)，電流跟電阻成反比

．
表二

定值電阻	實(shí)驗(yàn)次序	電壓U2/V	電流I2/A
R2=10Ω	4	3.0	0.3
	5	4.5	0.45
	6	6.0	0.6

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，可采用“電流流向法”，從電源的正極出發(fā)，按照電流的流向，先串主電路，兩將電壓表并在待測(cè)電阻的兩端；根據(jù)電源的電壓確定電壓表的兩端，根據(jù)歐姆定律確定電路中的最大電流并確定電流表的量程；滑動(dòng)變阻器按“一上一下”的原則串聯(lián)在電路中，根據(jù)題中要求“變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變小”即滑動(dòng)變阻器的阻值變大，左下方接線柱必須接入電路．
（2）無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P，電壓表有示數(shù)且接近電源的電壓說(shuō)明與電壓表兩接線柱連接的部分是通路，電流表無(wú)示數(shù)說(shuō)明電路斷路，即電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚?br />（3）探究電流與電壓、電阻的關(guān)系時(shí)，要用到控制變量法，把握表一、表二中數(shù)據(jù)的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)是得出結(jié)論的入手點(diǎn)．

解答：解（1）由圖可知電源的電壓U=4×1.5V=6V＞3V，所以電壓表的量程為0～15V；電路中的最大電流

6V

5Ω

=1.2A＞0.6A，所以電流表的量程為0～3A；
滑動(dòng)變阻器按“一上一下”的原則串聯(lián)在電路中，且左下方接線柱必須接入電路；
根據(jù)電流的流向，從電源的正極出發(fā)依次串聯(lián)滑動(dòng)變阻器、電阻R、電流表、開(kāi)關(guān)回到負(fù)極，再把電壓表并聯(lián)在電阻R的兩端，如下圖所示：

（2）連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P，電流表示數(shù)始終為0，電壓表示數(shù)約為6V，說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚�即可能是電阻R₁斷路．
（3）在表一中：導(dǎo)體的電阻5Ω一定，導(dǎo)體兩端的電壓從1.5V到3V再到4.5V，相對(duì)應(yīng)的，導(dǎo)體中的電流從0.3A到0.6A再到0.9A．電壓增加幾倍，電流也增加幾倍，故得結(jié)論：在電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比．
（4）分析對(duì)比2、4（或3、5）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：兩電阻兩端的電壓相等，對(duì)應(yīng)的電流之比等于兩電阻阻值之比的倒數(shù)，即電壓一定時(shí)，電流跟電阻成反比．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）電阻R₁斷路；  
（3）電阻一定時(shí)，電流跟電壓成正比；
（4）分析過(guò)程：對(duì)比2、4（或3、5）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：U₁=U₂=3V （或U₁=U₂=4.5V），

I1

I2

=

2

1

，

R1

R2

=

1

2

，

I1

I2

=

R2

R1

；
結(jié)論：電壓一定時(shí)，電流跟電阻成反比．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)物電路圖的連接、電路故障的判斷、控制變量法在實(shí)驗(yàn)結(jié)論中的應(yīng)用等，關(guān)鍵：一是會(huì)根據(jù)電源的電壓和電路中的最大電流確定電表的量程；二是會(huì)根據(jù)控制變量法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論，特別是會(huì)分析表一、表二的示數(shù)得出電流與電阻的關(guān)系．