【分析】
我们一步步来梳理这道实验题的解题思路:
1. 第一问电路连接:首先明确本实验电路的要求,电流表需要串联在电路中,结合电源电压和定值电阻的最小阻值,判断电路最大电流不超过0.6A,所以选择0~0.6A量程,将电流表接入电路,保证电流从正接线柱流入、负接线柱流出即可。
2. 第二问实验操作:探究电流与电阻的关系必须使用控制变量法,要保持定值电阻两端的电压不变。更换更大的定值电阻后,根据串联分压规律,定值电阻分得的电压会升高,所以必须调节滑动变阻器,让定值电阻两端电压回落至原来的数值,再记录电流。
3. 第三问图像面积的物理意义:I-R图像中阴影是矩形,面积等于横轴物理量R乘以纵轴物理量I,结合欧姆定律U=IR,就能直接推导乘积对应的物理量。
4. 第四问实验结论:从图像可以看出I和R的乘积是定值,电阻增大时电流等比例减小,结合控制的变量,就能得出对应规律。
【解析】
(1)本实验电流表需串联在电路中,电路最大电流约为0.4A,选择0~0.6A量程,将电流表的0.6A正接线柱与开关右侧的接线柱相连,完成电路连接,保证电流路径完整。
(2)更换10Ω电阻后,定值电阻两端电压会大于之前控制的电压,因此闭合开关后需要调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数保持和更换电阻前一致,也就是控制定值电阻两端电压不变,再记录电流。
(3)阴影部分的面积为I×R,由欧姆定律U=IR可知,该乘积对应的就是定值电阻两端的电压。
(4)图像中每组I、R的乘积为固定值,说明电压不变时,电流随电阻增大而反向等比例减小,因此得到对应实验结论。
【答案】

(2)调节滑动变阻器,使电压表的示数保持不变
(3)定值电阻两端的电压
(4)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【知识点】
探究电流与电阻的关系,欧姆定律,控制变量法
【点评】
本题是电学经典探究实验题,覆盖了电路连线、实验操作逻辑、图像物理意义推导、实验结论总结全考点,重点考察控制变量法在本实验中的应用,易错点是部分同学容易忽略更换电阻后控制定值电阻电压不变的操作目的,通过本题可以加深对欧姆定律和探究类电学实验逻辑的理解。
【难度系数】
0.7