黄生强 湖北省潜江市园林二中 433100
中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1672-1128 （2021）08-213-01
【题目】某小组同学连接图1所示的电路开展电学实验,其中定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2标有“50Ω 2A”字样,电路连接正确.闭合开关S后,他们首先将变阻器R2的滑片P移动到某一位置,读出各个电表的示数；然后再将滑片P向变阻器R2的某一端移动,在滑片处于某两个位置上时分别读出各个电表的示数,三次实验时电压表V1、V2的示数如下表所示.
实验序号
电表示数 ______ /V ______ /V 电流表
/A
1 4 2
2 3 3
3 2 4
①该小组同学在完成第一次实验后,将滑片P________移动.（选填“向a端”、“向b端”或“没有”）
②请在表格的栏目中,填上电压表V1、V2的符号.
③若已知三次实验时电流表的示数分别为0.4A、0.3A和0.2A,请将三次实验时电流表的示数正确地填入表格.
④若要利用上述表格中的数据验证导体中电流与导体两端电压的关系,则可以选用表格中的第____、____列数据,选用的理由_______________________________________.
【探究】在如图2所示的电路中,电压表V1测R1两端的电压,如果滑片P向b端移动,滑动变
阻器接入电路的阻值变大↑R2.电路中的总电阻↑R总=R1+↑R2,电路中的电流
即电流表A的示数变小,R1两端的电压↓U1=↓IR1即电压表V1的示数变小.反之,如果滑片P向a端移动,则电流表A的示数变大,电压表V1的示数变大.可见在图2所示的电路中电流表A的示数与电压表V1的示数“同大同小”.
在如图3所示的电路中,电压表V2测R2两端的电压,如果滑片P向b端移动,滑动变
阻器接入电路的阻值变大↑R2.电路中的总电阻↑R总=R1+↑R2,电路中的电流
即电流表A的示数变小,R2两端的电压↑U2=U-↓U1即电压表V2的示数变大.反之,如果滑片P向a端移动,则电流表A的示数变大,电压表V2的示数变小.可见在图3所示的电路中电流表A的示数与电压表V2的示数“一大一小”.
【解析】该小组同学利用如图1所示的电路,在完成第一次实验后,变阻器R2的滑片P可以有两种选择:首先将变阻器R2的滑片P移动到接入电路中的电阻较小位置即滑片向b端移动.其次将变阻器R2的滑片P移动到接入电路中的电阻较大位置即滑片向a端移动.所以题中(1)(2)问有两套答案任意一套均可.关健是第(3)问中电流表的示数变化要与电压表V1和V2示数变化要对应.即如图2中所示的电路中电流表A的示数与电压表V1的示数“同大同小”, 在如图3 所示的电路中电流表A的示数与电压表V2的示数“一大一小”.在第(4)问中也应该体现“同大同小”的原则即应选择电流表A与电压表V1进行实验研究.
答案为：以下两套答案中的任意一套均可
第一套：
①向a端；
②V2、V1；
③0.2、0.3、0.4；
④需选用第3、4列的数据；验证导体中的电流与导体两端的电压关系时，必须控制电阻值不变开展研究，第3和第4列的数据反映的是通过同一个定值电阻R1的电流和它两端的电压．
第二套：
①向b端；
②V1、V2；
③0.4、0.3、0.2；
④需选用第2、4列的数据；验证导体中的电流与导体两端的电压关系时，必须控制电阻值不变开展研究，第2和第4列的数据反映的是通过同一个定值电阻即R1的电流和它两端的电压．
本题考查了串联电路中的电流与电压特点和欧姆定律的应用，关键是根据滑片的移动确定三电表示数的变化即“同大同小”与“一大一小”两种情况，同时要注意验证导体中电流与导体两端电压的关系时应控制导体的阻值不变。