Question

15．在探究“电流与电压的关系”的实验中，实验器材有：电源（电压恒为9V）、滑动变阻器、开关、电流表、电压表、10Ω电阻、5Ω电阻各一个，导线若干．
（1）如图是小明连接的实物电路图，要用电压表测量R₁两端的电压，导线a、b、c中有一根连接错误，这根导线是c．
（2）电路连接正确后，闭合开关，滑动变阻器滑片P从A端滑到B端过程中，电压表的示数变大（选填“变大”或“变小”）．
（3）将变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中，电压表示数变化范围是3～6V，记录的几组实验数据如表所示．
①分析表中数据可得：电阻一定时，通过电阻的电流与其两端的电压成正比．
②根据表中数据计算可得，本实验所用的滑动变阻器电阻最大值为15Ω．

电阻R/Ω	10
电压U/V	3	4	5	6
电流I/A	0.3	0.4	0.5	0.6

Answer 1

分析 （1）电压表的正确使用方法：①电压表与被测用电器并联连接；②电流必须从电压表的正极流入，负极流出；③所测量的电压不能超过电压表的量程；
（2）由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量定值电阻两端的电压；
根据滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路中的电阻的变化并结合欧姆定律分析电压表示数的变化；
（3）①在探究电流跟电压关系时，应采用控制变量法进行研究．即电阻不变时，研究电流与电压之间的关系，据此进行解答；
②当电路中的电流最小时，滑动变阻器接入电路中阻值最大，先根据阻R_总=$\frac{U}{I}$求出总电阻，在根据串联电路中的总电阻等于各串联电阻大小之和即可求出．

解答 解：（1）由图可知，电压表测量R₁两端的电压，由题意知，应该选择0-15V量程，则需要接入的是“一”和“15”两个接线柱，所以错误的这根导线是c．
（2）由图可知滑动变阻器与定值电阻串联，当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，则定值电阻两端的电压变大，即电压表的示数变大．
（3）①由表中数据可知：保持电阻R=10Ω时，电压越来越大，电流的大小也是越来越大，而且电压与电流的比值都等于10，因此在电阻一定时，通过电阻的电流与其两端的电压成正比．
②根据欧姆定律可知，当电路中的电流最小时，总电阻最大，即滑动变阻器接入电路中阻值最大；
由I=$\frac{U}{R}$得，总电阻R_总=$\frac{U}{I}$=$\frac{9V}{0.3A}$=30Ω，
则所用的滑动变阻器电阻最大值R_滑=R_总-R₁-R₂=30Ω-10Ω-5Ω=15Ω．
故答案为：（1）c；（2）变大；（3）①成正比；②15．

点评 此题考查了电压表的正确使用方法、电路的动态分析、实验数据的分析能力及欧姆定律的应用，关键是会根据实验数据和控制变量法得出实验的结论．