Question

7．小明利用如圖所示電路探究“電壓一定時，電流與電阻的關系”．
（1）在連接電路時開關必須斷開；
（2）若小明第一次所用定值電阻為5Ω，電壓表示數(shù)為3V，則當他第二次將10Ω的定值電阻接入電路后，應將滑片向b（或右）端移動；此時電流表示數(shù)為0.3A；
（3）實驗中滑動變阻器的主要作用是控制定值電阻兩端電壓不變．

Answer 1

分析 （1）為防止電路中電流過大燒壞電路元件，連接電路時開關應斷開；
（2）探究“電壓一定時，電流與電阻的關系”時應控制電阻兩端的電壓不變，根據(jù)定值電阻阻值的變化可知電路中總電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和滑動變阻器兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知定值電阻兩端的電壓變化，然后判斷滑片移動的方向，再根據(jù)歐姆定律求出此時電流表的示數(shù)；
（3）探究電流與電阻的關系時，需利用滑動變阻器保持電阻兩端電壓不變．

解答 解：（1）為保護電路，在連接電路時開關必須斷開；
（2）探究“電壓一定時，電流與電阻的關系”時應控制電阻兩端的電壓3V不變，
用10Ω的定值電阻替換5Ω的定值電阻時，電路中的總電阻變大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變小，
由U=IR可知，滑動變阻器兩端的電壓變小，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，定值電阻兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大，
要使電壓表的示數(shù)不變，應減小電路中的電流，增大滑動變阻器接入電路中的電阻，即滑片向b（或右）移動；
此時電流表的示數(shù)I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A；
（3）探究通過導體的電流與導體電阻關系時，應保持導體兩端的電壓不變，是通過滑動變阻器來實現(xiàn)的．
故答案為：
（1）斷開；
（2）b（或右）；0.3A；
（3）控制定值電阻兩端電壓不變．

點評 本題是探究電流和電阻關系的實驗，考查了實驗連接中的注意事項、控制變量法的應用及滑動變阻器在實驗中的作用，分析好定值電阻變化時電壓表示數(shù)的變化是關鍵．