Question

20．小紅和小清在探究“電流與電壓和電阻的關系”實驗
（1）小明探究“電流與電壓的關系”，該實驗中滑動變阻器的作用除了保護電路外，其作用主要是改變電阻兩端的電壓．
（2）實驗中，所測的數據如表一所示，由表一數據可得：在電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比．
表一：

R=10Ω	電壓U/V	1.5	2	2.5
	電流I/A	0.15	0.2	0.25

表二：

U=2V	電阻R/Ω	5	10	20
	電流I/A	0.4	0.2	0.1

（3）小強探究“電流與電阻的關系”，所測的數據如表二所示：
①請依據表格和電路圖分析，將AB間電阻由5Ω換成10Ω，閉合開關S進行實驗時，應向右（選填“左”或“右”）移動滑動變阻器滑片P，使電壓表的示數保持2V不變；
②由表二數據可得：在電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比．
（4）綜上所述，歐姆定律的表達式為：I=$\frac{U}{R}$．

Answer 1

分析 （1）在研究導體中的電流與電壓的關系時，要保持導體的電阻不變，利用滑動變阻器來改變導體兩端的電壓．
（2）根據控制變量法的思想分析表中電壓值和電流值的變化情況，從而得出電流隨電壓的變化關系．
（3）①在探究電流與電阻之間的關系時應控制電阻兩端的電壓不變，將AB間電阻由5Ω換成10Ω時電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，滑動變阻器兩端的電壓變小，根據串聯(lián)電路的電壓特點可知定值電阻兩端的電壓變大，為保持定值電阻兩端的電壓不變，應減小電路中的電流，增大滑動變阻器接入電路的電阻．
②根據控制變量法的思想分析表中電阻值和電流值的變化情況，從而得出電流隨電阻的變化關系．
（4）電阻一定，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比；電壓一定，導體中的電流與導體的電阻成反比．

解答 解：（1）該實驗中滑動變阻器的作用除了保護電路外，其主要作用是改變電阻兩端的電壓．
（2）從表一數據可以看出，電阻一定值，電阻兩端的電壓增大為原來的幾倍，通過電阻的電流也跟著增大為原來的幾倍，故可得結論：電阻一定時，導體中的電流與其兩端的電壓成正比．
（3）①探究電流與電阻之間的關系時，應控制定值電阻兩端的電壓2V不變；將AB間電阻由5Ω換成10Ω時，電路中的電流變小，滑動變阻器兩端的電壓變大，電壓表的示數變小，為保持定值電阻兩端的電壓不變，因減小電路中的電流，增大滑動變阻器接入電路的電阻，即滑片向右移動．
②由表二所示實驗數據可知，在電壓不變時，電流與電阻的乘積是定值，即電流與電阻成反比，由此可得：在電壓一定時，電流與電阻成反比．
（4）綜上所述，在電壓不變時，電流與電阻的乘積是定值，即電流與電阻成反比，
由此可得：在電壓一定時，電流與電阻成反比，歐姆定律的表達式為：I=$\frac{U}{R}$．
故答案為：（1）改變電阻兩端的電壓；（2）電阻；正；（3）①右；2；②電壓；反；（4）I=$\frac{U}{R}$．

點評 解決本題的關鍵：一是知道滑動變阻器在本實驗中的作用和使用，二是會根據控制變量法設計實驗和分析實驗數據得出結論．