Question

3．在探究“通過導體的電流跟導體兩端電壓的關系”時，小明連接成如圖1所示的實驗電路．

（1）在這個實驗電路中有一個儀器連接有誤，請你在實物圖中只改變一根導線的連接，使該儀器能正常工作（用“×”標出需要改動的導線，并畫出改接的導線）；
（2）小明改接電路后，閉合開關，電表指針偏轉情況如圖2和圖3所示．為提高實驗精確程度，實驗電路仍需要改進的地方是電流表應選擇0～0.6A的量程，理由是電流表指針偏轉角度太小，誤差大．
（3）小明通過實驗得到兩個定值電阻R₁、R₂對應的I-U關系圖象，如圖4所示．由圖可知：定值電阻R₁小于R₂（選填“小于”、“大于”或“等于”）；
（4）小明還想利用這個電路進一步探究“通過導體的電流與導體電阻的關系”．
在實驗過程中，小明先后用5Ω、10Ω、15Ω的電阻替換原來的定值電阻R，每次替換后閉合開關，并記錄電流表的示數，小明驚奇的發(fā)現，他們的實驗結論與其他組不同，通過導體的電流與電阻不成反比．請你幫助小明分析原因可能是未控制電阻兩端的電壓不變．

Answer 1

分析 （1）觀察實物圖，滑動變阻器接法不對，應采用“一上一下”的接法；
（2）在不超過所測電流的前提下，量程越小測量的精確度越高；
（3）分析圖丙可知，電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；當電流相同時，R₂對應的電壓比R₁大，說明R₂的電阻大．
（4）電壓一定，電流與電阻成反比．

解答 解：（1）圖甲中，滑動變阻器上面的兩個接線柱接入電路，相當于接入一根導線，起不到保護電路和調節(jié)電壓的作用，應改為“一上一下”接入電路，如下圖所示：

（2）根據圖乙電流表圖示可知，電流表量程為0～3A，分度值為0.1A，示數為0.2A＜0.6A，即電流表指針偏轉角度太小，誤差大，所以應選擇0～0.6A的量程；
（3）分析圖丙中圖象可知，兩個電阻的電流、電壓圖象都呈正比例圖象，在縱坐標上取一點作橫坐標的平行線，與兩圖象相交于兩點，則這兩點的電流相同，而R₂對應的電壓大，說明R₂＞R₁．
（4）小明先后用5Ω、10Ω、15Ω的電阻替換原來的定值電阻R，每次替換后閉合開關，沒有調節(jié)變阻器，使電阻兩端的電壓不變，便記錄電流表的示數，所以得到了電流與電壓不成正比的結論．
故答案為：（1）見上圖；（2）電流表應選擇0～0.6A的量程；電流表指針偏轉角度太小，誤差大；（3）小于；（4）未控制電阻兩端的電壓不變．

點評 該探究實驗題考查了電流表、滑動變阻器等電器元件的正確使用，以及根據圖象判斷電流、電壓、電阻之間的關系，還考查了控制變量法的應用．