Question

（2008?宣武區(qū)二模）小強(qiáng)同學(xué)做探究電流跟電壓、電阻關(guān)系的實驗．
（1）請你幫他設(shè)計實驗電路圖．
（2）利用此實驗電路，還可以測量導(dǎo)體的電阻．請你說出在測導(dǎo)體電阻的實驗中，滑動變阻器的作用：

①保護(hù)電路元件；②通過調(diào)節(jié)滑動變阻器可改變電路中的電流，從而達(dá)到多次測量取平均值減小實驗誤差的作用

．
（3）當(dāng)小強(qiáng)探究電流跟電阻的關(guān)系時，多次更換電阻，通過移動滑動變阻器的滑片達(dá)到實驗條件，觀察電流表的示數(shù)由0.2A變成如圖電流表的示數(shù)．此過程中先后兩次滑動變阻器兩端的電壓

不變

．
（4）小強(qiáng)將探究電流跟電阻關(guān)系的實驗數(shù)據(jù)填入表中，請你分析表中數(shù)據(jù)，得到的結(jié)論是

當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比

．

R/Ω	10	15	20	30	50	60
U/V	6	6	6	6	6	6
I/A	0.6	0.4	0.3	0.2	0.12	0.1

（5）他想利用這些器材，依據(jù)此實驗電路，測定“220V 50W”的白熾燈泡的電阻值．已知小強(qiáng)使用的電源兩端電壓為12V，滑動變阻器標(biāo)有“10?2A”，但在測量過程中，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，兩電表的示數(shù)均變化很�。�經(jīng)過檢查，電表及各元件完好，電路連接無誤．則電表的示數(shù)變化很小的原因是

白熾燈泡的電阻遠(yuǎn)大于滑動變阻器的電阻（或滑動變阻器的電阻遠(yuǎn)小于白熾燈泡的電阻）

．

Answer 1

分析：（1）要研究電流與電壓的關(guān)系，首先要有能夠測出導(dǎo)體中的電流值和導(dǎo)體兩端的電壓值的測量工具．然后要有一個設(shè)備來改變定值電阻兩端的電壓和電路中的電流；要有提供電壓與控制電路通斷的裝置．利用這個思路來設(shè)計電路．
（2）伏安法測電阻的實驗中，滑動變阻器和被測電阻串聯(lián)在電路中，滑片處于最大阻值處，起到保護(hù)作用；移動變阻器的滑片，改變了連入電路的電阻，不斷改變電阻兩端的電壓，完成多次測量取平均值減小實驗誤差的作用．
（3）探究“電流跟電壓、電阻的關(guān)系”實驗中要用控制變量法；研究電流跟電阻關(guān)系時，控制電壓不變．
（4）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知，電壓不變時，電阻跟電流的乘積保持不變，據(jù)此得出結(jié)論．
（5）計算燈泡電阻，由電源電壓和燈泡電阻計算電路電流，電流很小，在電流表上無法顯示電流值，無法測量．

解答：解：（1）為了測出定值電阻兩端的電壓值和通過它的電流，就需要與定值電阻串聯(lián)電流表、并聯(lián)電壓表，電路中串聯(lián)一個滑動變阻器利用它來控制定值電阻兩端的電壓．利用開關(guān)來控制電路的通斷．故設(shè)計電路圖如下．

（2）伏安法測電阻的實驗中，滑動變阻器的作用：①保護(hù)電路元件；②通過調(diào)節(jié)滑動變阻器可改變電路中的電流，從而達(dá)到多次測量取平均值減小實驗誤差的作用．
（3）當(dāng)小強(qiáng)探究電流跟電阻的關(guān)系時，多次更換電阻，要保持滑動變阻器兩端的電壓不變．
（4）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知，電壓不變時，電阻跟電流的乘積保持不變，
所以可得結(jié)論是：保持電壓不變，電流和電阻成反比．
（5）由 P=

U2

R

可知，燈泡的電阻為：R_L=

U 2 額

P額

=

(220V)2

50W

=968Ω．
電路最大電流：I_最大=

U

RL

=

6V

968Ω

≈0.006A．
電路中最大電流小于電流表的最小分度值，無法準(zhǔn)確從電流表上讀出測量數(shù)據(jù)，所以小紅的想法不行．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；
（2）①保護(hù)電路元件；②通過調(diào)節(jié)滑動變阻器可改變電路中的電流，從而達(dá)到多次測量取平均值減小實驗誤差的作用；
（3）不變；（4）當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比；
（5）白熾燈泡的電阻遠(yuǎn)大于滑動變阻器的電阻（或滑動變阻器的電阻遠(yuǎn)小于白熾燈泡的電阻）．

點評：本題考查了電路圖的設(shè)計、滑動變阻器的作用、控制變量法的具體應(yīng)用等，都是基礎(chǔ)題，也是最重要的知識點．