Question

3．小沈同学在做探究“电流、电压与电阻关系”的实验时，他选取了两节干电池、一个滑动变阻器、一块电流表、一块电压表、一个开关、3个阻值不同的电阻丝及若干导线．请你帮他完成下列内容：
①根据实验要求，在图1中用笔划线代替导线将实物图连接完整，并在图2虚线框内画出相应的电路图；
②在探究“电流与电阻关系”实验时，他的实验步骤如下：①先将5Ω的电阻R接入电路；②闭合开关S，读出电流表的示数，并把数据记录在表格中；③再分别将10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻，重复步骤②；请你说出他在实验过程中的错误是未保持电阻两端的电压不变；

次数	电阻R/Ω	电流I/A
1	5	0.48
2	10	0.24
3	20	0.12

③他纠正错误后重新进行实验，得到的数据如表所示．根据表中的实验数据可得出的结论是电压不变，导体中的电流与它的电阻成反比；
④在探究“导体中的电流与导体两端电压关系”的实验中，赵明同学用图3所示的电路进行实验，通过改变干电池个数的办法获得了多组数据；而小沈同学利用图1所示的电路通过调节滑动变阻器的滑片也获得了多组数据．请你对两位同学的实验方案进行比较，赵明同学的方案更好些，原因是操作简单；（写出一条即可）
⑤他还想利用图1测量一盏小灯泡的电阻，于是他用小灯泡替换了20Ω的电阻后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置后，电表示数如图4所示，则此时小灯泡的阻值是5Ω．

Answer 1

分析 （1）电压表与电阻并联，根据电源电压确定电压表的量程；
滑动变阻器串联在电路中，且要接一上一下；
根据实物图画电路图，电路连接顺序和方式要一致；
（2）要探究电流和电阻的关系，需保持电阻两端的电压不变，改变电阻；
（3）分析表格中数据，得出电流和电阻的关系：电压不变，电流和电阻成反比；
（4）在实验中，通常用滑动变阻器来改变电路中的电流和电压，实现多次测量的目的，若更换电源，较麻烦；
（5）读出电流表和电压表的示数，根据R=$\frac{U}{I}$计算出灯泡的电阻值

解答 解：（1）将滑动变阻器与电阻串联，并接一上一下；
电压表与电阻并联，电源由2节干电池组成，所以电压表应选择0～3V的量程，如图所示：
；
电路图如图所示：
；
（2）探究“电流与电阻关系”实验，要保持电阻两端的电压不变，由题意知，该同学在实验中，只更换了电阻的大小，没有保持电阻两端的电压不变；
（3）由表格中数据知，电压不变，电阻增大为原来的几倍，电流便减小为原来的几分之一，可知电压不变，导体中的电流与它的电阻成反比；
（4）沈仔细同学在电路中串联了一个滑动变阻器，可以方便的利用改变滑动变阻器接入电路的阻值进行多次测量，而赵明同学需要一直更换电源才能做到多次测量，比较麻烦因此沈仔细的方案好些，主要是因为操作简单；
（5）由图4知，电压表的量程应为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.5V；
电流表的量程应为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A；
则R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω．
故答案为：（1）见上图；（2）未保持电阻两端的电压不变；（3）电压不变，导体中的电流与它的电阻成反比；（4）赵明；操作简单；（5）5．

点评 此题是探究影响电流大小的因素实验，考查了实物电路的连接，电路图的画法、电流表、电压表的读数、电阻的计算，控制变量法的应用，考查得很全面．