Question

2．探究导体中的电流与导体两端电压的关系．
（1）如图甲所示，用笔画线代替导线，将图乙实验电路连接完整．
（2）若实验前看到电流表指针如图丙所示，接下来的操作是将电流表指针调至零刻度线．
（3）调节滑动变阻器，把测得的数据填入表，其中电压示数为2.5V时，电流表示数如图丁所示，其值为0.5A．

试验次数	1	2	3	4	5
电压U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
电流I/A	0.2	0.3	0.4		0.6

（4）据表中数据，在图戊中描出电流与电压的关系图线．
（5）研究完上述实验后，小明先后用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻接入电路中来探究“电流跟电阻的关系”，并得到如图戌所示的电流I随电阻R变化的图象，已知电源电压为3V，若某次实验中读取相关电表数据时，滑动变阻器连入的阻值为4Ω，则此时所接入定值电阻的阻值为20Ω．

Answer 1

分析 （1）根据电路图连接实物图时，应注意一一对应且要注意电表的量程的选择．
（2）若实验前看到电流表指针应指在零刻度线上，否则应调到零刻度线上．
（3）确定电流表的量程，然后读出电流表的示数；
（4）根据表中数据，在图戊中描点作图；
（5）根据表中数据，利用欧姆定律求定值电阻两端的电压，由于定值电阻两端的电压不变，然后根据串联电路的特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出电路中的电流，最后即可求出定值电阻的阻值．

解答 解：（1）由于电源电压为3V，则电压表的量程选0～3V，根据电路图按照电流法连接实物图，如下图：
 
（2）如图丙所示，若实验前看到电流表指针没有指在零刻度线上，则接下来的操作是：将电流表指针调至零刻度线．
（3）在图丁中，电流表使用的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A；
（4）根据表中数据，在图戊中找出对应的点，然后连接起来，如下图所示：
．
（5）根据图戌的图象可知：R₁=5Ω时，电流I₁=0.5A；
则由I=$\frac{U}{R}$可得，定值电阻两端的电压：U₁=I₁R₁=0.5A×5Ω=2.5V，
在探究“电流跟电阻的关系”的实验中，定值电阻两端的电压应保持不变，
由于串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和，
则滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U₁=3V-2.5V=0.5V；
当滑动变阻器连入的阻值为4Ω时，电路中的电流为I′=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{0.5V}{4Ω}$=0.125A，
此时所接入定值电阻的阻值：R′=$\frac{{U}_{1}}{I′}$=$\frac{2.5V}{0.125A}$=20Ω．
答：（1）如上图；（2）将电流表指针调至零刻度线；（3）0.5；（4）如上图；（5）20．

点评 探究“保持电压不变时，电流跟电阻的关系”，要注意用控制变量法进行实验探究，特别是注意探究电流和电阻的关系时，要保持电阻两端的电压不变．