Question

小強同學(xué)觀察到一些電學(xué)現(xiàn)象：小燈泡兩端的電壓越大，通過燈絲的電流越大，燈泡越亮；電源電壓一定時，電路中的電阻增大，電路中的電流就變�。�小強猜想：通過導(dǎo)體中的電流的大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻有關(guān)．請你幫助小強完成這個探究實驗：
（1）選擇的器材：電源、開關(guān)、三個阻值不同的電阻（5Ω、l0Ω、20Ω），導(dǎo)線若干，電流表及電壓表各一塊，還需要

滑動變阻器

．
（2）請畫出電路圖并按電路圖將圖中的各元件連接起來；
（3）測量的步驟及數(shù)據(jù)：
①按電路圖連接電路．  ②首先把10Ω的電阻連入電路，滑動滑動變阻器的滑片，改變RI兩端的電壓，測得三組數(shù)據(jù)如表一所示；  ③分別把三個阻值不同的電阻連入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，始終保持每個電阻連端的電壓為2V，測得三組數(shù)據(jù)如表二所示．
表一：電阻R₁=10Ω

電壓（V）	1	2	3
電流（A）	0.1	0.2	0.3

表二：電壓U=2V

電阻（Ω　　）	5	10	20
電流（A）	0.4	0.2	0.1

（4）分析與結(jié)論：
分析表一得出的結(jié)論是：

在電阻一定時，電流與電壓成正比

；
分析表二得出的結(jié)論是：

在電壓一定時，電流與電阻成反比

．

Answer 1

分析：（1）本實驗中要多次測量求平均值減小誤差，據(jù)此選擇實驗器材．
（2）伏安法測電阻是指用電壓表測出電阻兩端的電壓，用電流表測出通過電阻的電流，根據(jù)R=

U

I

求出被測電阻的阻值，再與電源和開關(guān)組成電路即可；根據(jù)電阻兩端分得的最大電壓確定電壓表的量程，且與電阻并聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流確定電流表的量程且與電阻串聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，據(jù)此連接實物圖．
（3）（4）探究電流與電壓、電阻的關(guān)系時，要用到控制變量法，把握表一、表二中數(shù)據(jù)的相同點與不同點是得出結(jié)論的入手點．在電路中要利用滑動變阻器來控制定值電阻兩端的電壓的變與不變．

解答：解：（1）實驗中除了所給的器材，還要用到保護電路和改變電阻兩端電壓達到多次測量求平均值減小誤差的滑動變阻器．
（2）電壓表與電阻并聯(lián)，電流表與電阻串聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，再與開關(guān)和電源組成電路即可，電路圖如下圖所示：

電阻兩端分得的最大電壓為6V，所以電壓表的量程為0～15V，且與電阻并聯(lián)；電路中的最大電流I=

U

R

=

6V

5A

=1.2A，所以電流表的量程為0～3A，且與電阻串聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（4）在表一中：導(dǎo)體的電阻10Ω一定，導(dǎo)體兩端的電壓從1V到2V再到3V，相對應(yīng)的，導(dǎo)體中的電流從0.1A到0.2A再到0.3A．電壓增加幾倍，電流也增加幾倍，故得結(jié)論：在電阻一定時，電流與電壓成正比．
在表二中：導(dǎo)體兩端的電壓2V一定，導(dǎo)體的電阻從5Ω到10Ω，再到20Ω，相對應(yīng)的，導(dǎo)體中的電流從0.4A到0.2A再到0.1A，電阻增加幾倍，電流變?yōu)樵瓉淼膸追种�一倍，故得結(jié)論：在電壓一定時，電流與電阻成反比．
故答案為：（1）滑動變阻器；（2）如上圖所示；（4）在電阻一定時，電流與電壓成正比；在電壓一定時，電流與電阻成反比．

點評：本題考查了實物電路圖的連接和利用控制變量法得出實驗結(jié)論，關(guān)鍵是明白此實驗的原理和控制變量法的應(yīng)用．