Question

8．為了研究I與U、R的關(guān)系，小明設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路，進(jìn)行如下一系列實(shí)驗(yàn)，其中有不少錯(cuò)誤需改正之處，請(qǐng)你指出其中的錯(cuò)誤之處．
（1）小明研究“導(dǎo)體中的電流跟電阻的關(guān)系”，過(guò)程如下：保持電源電壓不變，閉合開(kāi)關(guān)，換用不同的電阻．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置，記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)和電阻值，填表：

	1	2	3
R/Ω	5	10	15
I/A	0.3	0.2	0.1

由此，小明得出結(jié)論：導(dǎo)體中的電流跟電阻不成反比，讓我們來(lái)討論如下問(wèn)題：
①上述過(guò)程中的主要錯(cuò)誤之處是未保證電阻兩端電壓一定．
②電路怎樣改動(dòng)會(huì)更好？請(qǐng)?jiān)趫D2方框中畫出改好的電路圖．
（2）在你的幫助下，小明改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)，得出歐姆定律．小明認(rèn)為：“根據(jù)歐姆定律，可得R=$\frac{U}{I}$，這說(shuō)明在電流相同的情況下，同一導(dǎo)體的電阻與該導(dǎo)體兩端的電壓成正比．”這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的，因?yàn)閷?dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，不隨電壓的變化而變化．
（3）電流表、電壓表示數(shù)如圖3所示，小明算出小燈泡的電阻為5Ω；若小明算出的電阻為1Ω，則小明可能讀錯(cuò)了電流表的量程．

Answer 1

分析 （1）研究“導(dǎo)體中的電流跟電阻的關(guān)系”，應(yīng)保證導(dǎo)體兩端的電壓不變，電壓表應(yīng)并聯(lián)在電阻兩端；
（2）電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì)，與導(dǎo)體兩端的電壓無(wú)關(guān)．
（3）由圖3根據(jù)電表的小量程讀數(shù)，根據(jù)歐姆定律求電阻的大小，比較計(jì)算結(jié)果與1歐姆，分析錯(cuò)誤的原因所在；

解答 解：（1）①研究“導(dǎo)體中的電流跟電阻的關(guān)系”，應(yīng)保證導(dǎo)體兩端的電壓不變，由表中數(shù)據(jù)，根據(jù)U=IR知，第2次電壓表示數(shù)與其它兩次不相等，即未保證電阻兩端電壓一定；
②原題中電路電壓表測(cè)的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電壓表應(yīng)并聯(lián)在電阻兩端，電路圖如下圖所示：

（2）電阻是導(dǎo)體的一種屬性，大小與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料、橫截面積、溫度有關(guān)，與導(dǎo)體兩端的電壓無(wú)關(guān)．該同學(xué)認(rèn)為：根據(jù)歐姆定律，可得R=$\frac{U}{I}$，這說(shuō)明在電流相同的情況下，同一導(dǎo)體的電阻與該導(dǎo)體兩端的電壓成正比，這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的；
（3）由圖3可知，電壓表小量程分度值為0.1V，電壓為2.5V；電流表小量程分度值為0.02A，電流為0.5A，由歐姆定律知：電阻應(yīng)為R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.5A}$═5Ω．而他的計(jì)算結(jié)果為1歐姆，是他誤將電流表的量程誤當(dāng)做3A，認(rèn)為電流為2.5A，R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{2.5A}$═1Ω，因此錯(cuò)誤，錯(cuò)誤的原因是讀錯(cuò)了電流表的量程．
故答案為：
（1）①未保證電阻兩端電壓一定；②如上圖所示；
（2）錯(cuò)誤；性質(zhì)；電壓；　
（3）5；電流．

點(diǎn)評(píng) 本 題研究I與U、R的關(guān)系，考查控制變量法的運(yùn)用、電路的連接、影響電阻大小的因素、電阻的測(cè)量及常見(jiàn)讀數(shù)錯(cuò)誤的分析等知識(shí)，屬于中等難度的題目．