Question

14．九（1）班在探究導體中的電流與電阻的關(guān)系的實驗中分成兩大組進行探究．

（1）甲組設(shè)計的電路如圖1所示通過多次換用不同阻值的電阻得到的數(shù)據(jù)如表：

實驗序號	1	2	3	4	5
電阻/Ω	5	10	15	20	25
電流/A	1.0	0.6	0.5	0.4	0.34

該組同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)得出結(jié)論：電阻越大電流越�。�
你認為甲組實驗中嚴重失誤的是沒有控制定值電阻兩端電壓不變．
由此分析可知本實驗中變阻器除保護電路外還有一個重要作用是保證定值電阻兩端電壓不變．
甲組同學發(fā)現(xiàn)失誤后重做實驗，保留了表中第1次實驗的數(shù)據(jù)，當用10Ω的電阻換下5Ω的電阻后，閉合S后此時示數(shù)大于5V，為了保證R兩端電壓不變，變阻器的滑片應(yīng)向右端移．
（2）乙組因粗心領(lǐng)取器材時沒領(lǐng)電壓表多領(lǐng)了一只電流表，同學們經(jīng)一番思考后設(shè)計了如圖2的電路圖并完成了實驗，數(shù)據(jù)記錄如表．

接入電阻	R1	R2	R3	R4
接入電阻的值/Ω	5	10	20	25
電流/A	1.0	0.5

步驟：a．閉合S調(diào)節(jié)變阻器，將兩表示數(shù)記入表中．
b．斷開S用R₃換下R₂，再閉合S，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表A₁的示數(shù)保持1A不變（填下面的操作）
c．用R₄換下R₃重復上述操作，讀出通過R₄的電流為0.2A．
d．分析數(shù)據(jù)得到結(jié)論：當電阻兩端電壓一定時，通過電阻的電流與電阻成反比
乙組的實驗中，R₁與電流表的共同作用相當于電壓表作用．

Answer 1

分析 （1）探究電流與電阻的關(guān)系應(yīng)控制電阻兩端電壓保持不變，根據(jù)歐姆定律的變形公式U=IR可知定值電阻兩端電壓是否不變；
滑動變阻器的作用：一是保護電路；二可以保持定值電阻兩端電壓不變；
根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點可知電壓表示數(shù)的變化，然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點確定滑動變阻器兩端電壓的變化，從而確定滑片移動的方向；
（2）bc、探究電阻中的電流與電阻的關(guān)系時，需控制電阻兩端電壓不變，因此先根據(jù)表格中數(shù)據(jù)計算出通過R₁的電流，然后調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表A₁的示數(shù)保持不變，再根據(jù)I=$\frac{U}{R}$求出電流表A₂的示數(shù)；
d、運用控制變量法找出表格各物理量的關(guān)系．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)和歐姆定律的變形公式U=IR可知，定值電阻兩端電壓一直在發(fā)生變化，因此甲同學實驗中的錯誤：沒有控制定值電阻兩端電壓不變；
探究電流與電阻的關(guān)系時，滑動變阻器的作用：一是保護電路；二可以保持定值電阻兩端電壓不變；
當滑片位置不變，并將10Ω的電阻換下5Ω的電阻，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律可知，定值電阻兩端電壓變大，即大于5V；要使定值電阻兩端電壓保持5V不變，需增大滑動變阻器兩端電壓，故將滑片向右移動；
（2）b、探究電阻中的電流與電阻的關(guān)系時，需控制電阻兩端電壓不變，因此調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表A₁的示數(shù)保持1A不變；
c、當把R₃換成R₄時，通過R₄的電流：I₄=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{4}}$=$\frac{1A×5Ω}{25Ω}$=0.2A，
d、分析表格中的數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論：當電阻兩端電壓一定時，通過電阻的電流與電阻成反比．
乙組的實驗中，R₁與電流表A₁的共同作用相當于電壓表的作用．
故答案為：（1）沒有控制定值電阻兩端電壓不變；保證定值電阻兩端電壓不變；大于；
（2）b、調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表A₁的示數(shù)保持1A不變；c、0.2；d、當電阻兩端電壓一定時，通過電阻的電流與電阻成反比；電壓表．

點評 此題是探究電流和電壓、電阻的關(guān)系，在實驗中需用控制變量法，主要考查了滑動變阻器的作用和使用，同時考查了在沒有電壓表時控制電壓不變的方法，應(yīng)注意學習．