Question

20．甲乙两小组探究“电流与电压和电阻的关系”，老师提供的实验器材有：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），滑动变阻器一只，小灯泡一只（额定电压3.8V），导线若干．
（1）甲小组探究“电流与电压的关系”

①根据图甲的电路图用笔画线将图乙中的实物电路连接完整．
②他们将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是定值电阻短路（写出一条即可）．
③排除故障后进行实验得到的数据如下表，由此可得到的实验结论是电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比．

电压U/V	1.0	1.5	3.0
电流I/A	0.2	0.3	0.6

（2）乙小组探究“电流与电阻的关系”，将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为1.5V，并记下相应的电流值．再用10Ω的电阻替代5Ω的电阻，此时滑片应向左 （选填“左”或“右”）端移动，移动滑动变阻器的目的是保持定值电阻两端电压一定（或保持电压表示数不变）．

Answer 1

分析 （1）①由电路图可知，电压表与电阻R并联，然后根据电流从正接线流入，负接线柱流出将电流表接入电路中；
②电流表有示数，表明电流表所在电路接通；电压表无示数表明电阻短路，或电压表断路，或电压表短路；
③电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；
（2）当将电阻由5Ω更换为10Ω后，定值电阻阻值变大，定值电阻分压变大，滑动变阻器分压变小，为保证电阻两端电压不变，应移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，使定值电阻两端电压保持1.5V不变．

解答 解：（1）①定值电阻与滑动变阻器、电流表串联接入电路；电压表与电阻并联，电流从“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出；如图所示：

②电流表有示数，表明电路接通；电压表无示数表明定值电阻短路，电压表相当于和一段导线并联，故无示数；
③分析数据可得出结论：电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；
（2）定值电阻由5Ω更换为10Ω后，定值电阻分压变大，大于原来的电压，为保持定值电阻两端电压不变，由电路图可知，应向左移动滑动变阻器滑片，增大滑动变阻器接入电路的阻值，增大滑动变阻器的分压，使定值电阻两端电压减小到原来的1.5V，保持定值电阻两端电压一定．
故答案为：（1）①见上图；
②定值电阻短路；
③电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；
（2）左；保持定值电阻两端电压一定（或保持电压表示数不变）．

点评 本题考查了连接电路图、滑动变阻器的调节、实验方案的改进等问题，实验中应用了控制变量法，解题时注意该方法的应用．第（3）小题是本题的难点，知道实验过程中应控制定值电阻两端的电压不变，分析清楚电路结构、认真分析实验数据是正确解题的基础与关键．