Question

8．如圖所示是研究“導(dǎo)體電流與電阻關(guān)系”的電路圖，小明利用了阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω的定值電阻和變阻器進(jìn)行了探究，變阻器規(guī)格是“10Ω 1A”，電源電壓4.5V并保持不變．
（1）小明先將5Ω的電阻連入電路，當(dāng)連好最后一根線(xiàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表指針均偏轉(zhuǎn)，且電壓表指針偏轉(zhuǎn)超出量程的一半．小明在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題有：
①連接線(xiàn)路時(shí)沒(méi)有斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；②滑動(dòng)變阻器的滑片沒(méi)有置于最大阻值處．
（2）糾正錯(cuò)誤后，他閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片到A點(diǎn)（A點(diǎn)圖中未標(biāo)出）時(shí)電壓表示數(shù)為3V，讀出電流表的示數(shù)，并記錄在表格中．接著斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將10Ω的電阻接入電路，并將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值位置；閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)變阻器滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，停止調(diào)節(jié)，讀出電流表示數(shù)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)在A點(diǎn)的右側(cè)（選填“左”或“右”）．
（3）按照小明的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，為能讀出相應(yīng)的電流值，所選的定值電阻最大值為20Ω．
（4）小明發(fā)現(xiàn)“探究電流跟電阻的關(guān)系”與“伏安法測(cè)定值電阻”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)有很多相似的地方，關(guān)于這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的一些說(shuō)法，正確的有（答案不唯一）C、D
A．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都采用了控制變量法
B．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的原理是相同的
C．前者多次測(cè)量的目的是分析多組數(shù)據(jù)，從而得出電流跟電阻的關(guān)系
D．后者多次測(cè)量的目的是取多組數(shù)據(jù)的平均值以減小誤差．

Answer 1

分析 （1）連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)該是斷開(kāi)的，滑動(dòng)變阻器的滑片位于最大阻值處，否則會(huì)因?yàn)殡娐分须娏鬟^(guò)大出現(xiàn)損壞儀器的現(xiàn)象；
（2）要探究電流與電阻的關(guān)系，需要改變接入電路的定值電阻的阻值，同時(shí)保持兩端電壓一定；然后根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)確定滑片移動(dòng)的方向；
（3）探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)控制電阻兩端電壓保持不變；如果定值電阻阻值太大，定值電阻分壓太大，把滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路后，定值電阻兩端電壓仍會(huì)大于電阻兩端應(yīng)保持的電壓，無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以求出定值電阻的最大阻值．
（4）根據(jù)“探究電流與電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)和“伏安法測(cè)小燈泡電阻”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、原理、多次測(cè)量的目的進(jìn)行分析解答．

解答 解：（1）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)該是斷開(kāi)的，連接完最后一根導(dǎo)線(xiàn)后發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)超出量程的一半，造成上述現(xiàn)象的原因可能是：①連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)；②開(kāi)關(guān)閉合前滑片未置于最大阻值處．
（2）定值電阻R的阻值由5Ω更換為10Ω時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)可知，定值電阻兩端電壓變大，因此需增大滑動(dòng)變阻器兩端電壓，即增大滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，故將滑片向右移動(dòng)，直到電壓表的示數(shù)為2V，故此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)在A點(diǎn)的右側(cè)；
（3）電阻兩端電壓為2V，滑動(dòng)變阻器兩端電壓為3V-2V=1V，
當(dāng)接入電路的阻值太大時(shí)，滑動(dòng)變阻器分壓仍小于1V，無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路時(shí)，
電路電流I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑最大}}$=$\frac{1V}{10Ω}$=0.1A，
此時(shí)接入電路的定值電阻阻值最大，
由I=$\frac{U}{R}$得，R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{2V}{0.1A}$=20Ω．
（4）A、“探究電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯苛鬟^(guò)電阻的電流與電阻之間的關(guān)系，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)控制電阻兩端電壓不變；“伏安法測(cè)小燈泡電阻”是為了測(cè)不同電壓下燈泡電阻的阻值，所以不需要控制變量．此選項(xiàng)不正確；
B、“探究電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)是為得出歐姆定律做準(zhǔn)備的；“伏安法測(cè)小燈泡電阻”的原理是R=$\frac{U}{I}$，所以?xún)蓪?shí)驗(yàn)的原理不同．此選項(xiàng)不正確；
C、“探究電流與電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，是為了探究在不同電阻下，電流與電阻的關(guān)系，使實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論具有普遍性，得出普遍規(guī)律．此選項(xiàng)正確；
D、“伏安法測(cè)小燈泡電阻”實(shí)驗(yàn)中，多次測(cè)量的目的是取多組數(shù)據(jù)的平均值以減小誤差，此選項(xiàng)正確．
故選CD．
故答案為：
（1）①連接線(xiàn)路時(shí)沒(méi)有斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；    ②滑動(dòng)變阻器的滑片沒(méi)有置于最大阻值處；（2）電壓表示數(shù)為3V；右；（3）20； （4）C、D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器的使用、歐姆定律的應(yīng)用、串聯(lián)電路的特點(diǎn)等知識(shí)掌握情況；要明確：探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變；應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以求出定值電阻阻值．