Question

7．如圖是小喬和小麗在做“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路圖．
（1）在探究“電流與電壓的關(guān)系”時(shí)，選擇的研究對(duì)象是定值電阻R而不是小燈泡，理由是：小燈泡的電阻隨溫度變化；
（2）在探究“電流與電阻的關(guān)系”，所選定值電阻R的阻值分別為5Ω、10Ω和20Ω，并按下列步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
①將5Ω的電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為3V，記下電流表示數(shù)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S；
②用10Ω的電阻替換5Ω的電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)仍為3V，記下電流表的示數(shù)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S；
③用20Ω的電阻替換10Ω的電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，電壓表的示數(shù)大于3V，實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行下去．請(qǐng)寫(xiě)出一種解決問(wèn)題的方法：換用阻值較大的滑動(dòng)變阻器．

Answer 1

分析 （1）在探究“電流與電壓的關(guān)系”時(shí)要控制電電阻大小不變，由小燈泡的電阻隨溫度的變化而變化分析；
（2）②在探究電流與電阻的關(guān)系，要控制電壓表示數(shù)不變，換上大電阻時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)變大，通過(guò)移動(dòng)變阻器達(dá)到電壓表示數(shù)不變的目的；
②根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理分析討論原因并采取相應(yīng)的措施．

解答 解：
（1）在探究“電流與電壓的關(guān)系”時(shí)，要控制電阻大小不變，因小燈泡的電阻隨溫度變化，不是一個(gè)定值，故選擇的研究對(duì)象是定值電阻R而不是小燈泡；
（2）②在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要控制不同電阻兩端的電壓不變，用10Ω的電阻替換5Ω的電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)S，根據(jù)分壓原理，電壓表的示數(shù)變大，為保持電壓表示數(shù)不變，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)仍為3V，記下電流表的示數(shù)；
③設(shè)電源電壓為U，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓U_滑=U-3V，
根據(jù)分壓原理可得$\frac{U-3V}{3V}=\frac{{R}_{1}}{R}$，即$\frac{U}{3V}$-1=$\frac{{R}_{1}}{R}$，
由此式可知，因電源電壓U不變，故等式左邊為一定值，當(dāng)定值電阻R變大時(shí)，變阻器連入電路的電阻也應(yīng)變大；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，電壓表的示數(shù)大于3V，是因?yàn)樽冏杵鞯淖畲笞柚堤�小的原因，故�?yīng)換用阻值較大的滑動(dòng)變阻器．
故答案為：（1）小燈泡的電阻隨溫度變化；
（2）②使電壓表的示數(shù)仍為3V；③換用阻值較大的滑動(dòng)變阻器．

點(diǎn)評(píng) 本題探究電流與電壓、電阻的關(guān)系，考查燈的電阻隨溫度的變化而變化，操作過(guò)程、控制變量法的運(yùn)用及對(duì)器材的要求．