Question

某小組的同學(xué)在探究歐姆定律時，采用了圖甲所示的電路圖．實驗中他們選用的定值電阻分別是5Ω、10Ω、15Ω，電源電壓是3V，滑動變阻器的阻值范圍是0～20Ω．

（1）他們在探究某一因素變化對電流的影響時，采用

控制變量

法，實驗分兩步進行：
①保持電阻不變，探究電流與

電壓

的關(guān)系．②保持電壓不變，探究電流與

電阻

的關(guān)系．
（2）根據(jù)甲圖的電路圖連接圖乙的實物圖（導(dǎo)線不能交叉，與電路圖完全一致）．
（3）閉合開關(guān)后，移動滑片時發(fā)現(xiàn)電流表幾乎沒有示數(shù)，電壓表有明顯的示數(shù)．則發(fā)生故障的原因可能是

電阻斷路

．
（4）排除故障后，同學(xué)們繼續(xù)進行實驗．一位同學(xué)在探究電流與電阻的關(guān)系時，首先選擇5Ω的定值電阻做實驗，讀取完電流表示數(shù)后，直接拆下5Ω的定值電阻改換成10Ω的定值電阻，并立即讀出電流表示數(shù)，他認為這樣操作簡捷高效．那么，請你指出他在操作中兩個錯誤：①

改接電路時沒有斷開開關(guān)

；②

更換電阻后沒有移動滑片使電阻兩端電壓保持不變

．
（5）在研究電阻對電流的影響時，根據(jù)正確的實驗數(shù)據(jù)作出了電流與電阻的關(guān)系圖象，如圖丙所示，則在實驗過程中電壓表的示數(shù)應(yīng)為

2.5

V．
（6）由圖丙可以得出結(jié)論：

在電壓一定時，電流與電阻成反比

．

Answer 1

分析：（1）探究電流與電壓、電阻的關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法，根據(jù)控制變量法的要求分析答題．
（2）分析圖甲所示電路結(jié)構(gòu)、明確各電路元件的連接方式，然后根據(jù)電路圖連接實物電路圖．
（3）常見的電路故障有斷路與短路，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障．
（4）探究電流與電阻的關(guān)系實驗，應(yīng)控制電阻兩端電壓不變，改接電路時，應(yīng)斷開開關(guān)．
（5）根據(jù)圖丙所示圖象，找出電流與電阻的對應(yīng)關(guān)系，然后答題．
（6）根據(jù)丙圖所示電流與電阻的對應(yīng)關(guān)系，得出結(jié)論．

解答：解：（1）在探究某一因素變化對電流的影響時，應(yīng)采用控制變量法，實驗分兩步進行：①保持電阻不變，探究電流與電壓的關(guān)系．②保持電壓不變，探究電流與電阻的關(guān)系．
（2）把電阻、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端，實物電路圖如圖所示．
（3）閉合開關(guān)，電流表幾乎沒有示數(shù)，電路存在斷路，電壓表有明顯偏轉(zhuǎn)，說明電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路．
（4）探究電流與電阻的關(guān)系時，應(yīng)控制電阻兩端電壓不變，在用10Ω電阻替換5Ω電阻時，應(yīng)先斷開開關(guān)，拆下5Ω的電阻，然后換上10Ω的電阻，閉合開關(guān)，移動滑片，是電阻兩端電壓保持不變，然后讀出電流表示數(shù)．
（5）探究電流對電阻的影響時，要保持電阻兩端電壓不變，由圖丙所示圖象可知，電流為0.5A時，電阻為
10Ω，∵I=

U

R

，∴電阻兩端電壓U=IR=0.5A×5Ω2.5V．
（6）由圖丙所示實驗可知，I-R圖象是反比例函數(shù)圖象，即在電壓一定時，電流與電阻的乘積是定值，電流與電阻成反比，由此可知：在電壓一定時，電流與電阻成反比．
故答案為：（1）控制變量法；①電壓；②電阻；（2）實物電路圖如圖所示；（3）①改接電路時沒有斷開開關(guān)；②更換電阻后沒有移動滑片使電阻兩端電壓保持不變；（4）2.5；（6）在電壓一定時，電流與電阻成反比．

點評：本題應(yīng)用了控制變量法，要掌握控制變量法的應(yīng)用，要會根據(jù)實驗?zāi)康拇_定實驗需要控制的變量．