Question

實驗桌上有如下器材：電壓恒定的電源一個（電源電壓約6V），阻值為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻各一個，標(biāo)準(zhǔn)電阻箱一個（電路圖符號），學(xué)生用電壓表一個，開關(guān)一個和導(dǎo)線若干．小明想利用實驗桌上的器材，設(shè)計一個實驗證明：“當(dāng)通過電阻的電流保持不變時，電阻兩端的電壓與該電阻的阻值成正比”．
（1）小明設(shè)計了如圖所示的實驗電路圖．他的方法是：用R₁=5Ω的電阻作為電路保護(hù)電阻（以免不小心將電阻箱的阻值調(diào)至零時，電源被短路），改變電阻箱的阻值，記下每次對應(yīng)的電壓表示數(shù)．小明發(fā)現(xiàn)，電阻兩端的電壓與該電阻的阻值并不成正比．請你對小明的實驗方法做出評價：______．
（2）請你根據(jù)上述要求幫助小明畫出實驗電路圖并簡述實驗步驟．

Answer 1

解：（1）實驗過程中，每次改變電阻箱的阻值時，電路中的總電阻都發(fā)生了變化，在電源電壓恒定的情況下，電路中的電流發(fā)生了變化，因為造成電阻兩端的電壓與其阻值不成正比；
故答案為：實驗過程中，沒有保證通過電阻的電流不變．因為每次改變電阻箱的阻值時，電路中的電流發(fā)生了變化．
（2）為了保證電路中的電流不變，可考慮使其總電阻保持不變，即可以將三個定值電阻串聯(lián)同時接入電路，用電壓表分別測量它們兩端的電壓．
電路如圖．

實驗步驟：
第1步：按電路圖連接好電路；
第2步：閉合開關(guān)S，測量R₁兩端的電壓，記錄R₁的阻值和電壓表示數(shù)；
第3步：斷開開關(guān)S，把電壓表連接在R₂兩端．閉合開關(guān)S，測量R₂兩端的電壓，記錄R₂的阻值和電壓表示數(shù)；
第4步：仿照第3步，測量R₃兩端的電壓，記錄R₃的阻值和相應(yīng)的電壓表示數(shù)．
分析：根據(jù)實驗的目的，要想探究電阻兩端的電壓與該電阻的阻值關(guān)系，必須要在保證電流不變的情況下，去改變電阻兩端的電壓與電阻的阻值才行．結(jié)合實驗中提供的器材，利用三個阻值為倍數(shù)關(guān)系的定值電阻，再想辦法保持電路中的電流不變，就可以達(dá)到實驗的目的．
點評：根據(jù)歐姆定律可知，所要研究的電阻兩端的電壓與其阻值的比值就是流經(jīng)電阻的電流大小，因此，要想證明這一關(guān)系，必須要保證電流始終不變才行，這是我們設(shè)計這一實驗最主要的關(guān)注點．