Question

8．小莉同學(xué)按如圖所示的電路探究“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系”．她不斷改變電阻R的阻值，并將電阻值以及對應(yīng)的電流表的示數(shù)記錄在表1中．分析表1中的數(shù)據(jù)可知：電路中的電流I跟電阻R不是反比關(guān)系，這一結(jié)論與歐姆定律不一致．請你幫助小莉分析：
（1）結(jié)論與歐姆定律不一致的原因是沒有控制定值電阻兩端的電壓不變；；
（2）要得到與歐姆定律一致的結(jié)論，你如何幫助小莉改進(jìn)這個(gè)電路？將R₀換成滑動變阻器；
（3）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后，表2缺少一個(gè)數(shù)據(jù)，請?zhí)钤跈M線上0.2；
（4）根據(jù)表2，可得結(jié)論是在電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比．．
表1

次數(shù)	R/Ω	I/A
1	5	0.6
2	10	0.4
3	15	0.3

表2

次數(shù)	R/Ω	I/A
1	5	0.6
2	10	0.3
3	15

Answer 1

分析 （1）探究電流與電阻的關(guān)系，采用的研究方法是控制變量法，必須保持電阻兩端電壓一定．
（2）要對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，必須找出原實(shí)驗(yàn)存在的不足或錯(cuò)誤．原設(shè)計(jì)缺陷是不能保持電阻R兩端電壓一定，所以改進(jìn)的目的是保證電阻R兩端電壓不變；
（3）根據(jù)第1次數(shù)據(jù)計(jì)算出電壓，電壓不變，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$計(jì)算出表2第3次的電流；
（4）應(yīng)用控制變量法分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后得出結(jié)論．

解答 解：
（1）在串聯(lián)電路中，導(dǎo)體兩端電壓與其阻值成正比．由電路圖知，電源電壓不變，在定值電阻R₀不變時(shí)，改變與其串聯(lián)的電阻R的阻值時(shí)，R兩端電壓也相應(yīng)發(fā)生改變．所以應(yīng)該先保持R兩端電壓不變，再改變阻值，研究電流與電阻的關(guān)系，結(jié)論與歐姆定律不一致的原因是沒有控制定值電阻兩端的電壓不變；
（2）在電源電壓一定時(shí)，接入電路的電阻R阻值發(fā)生變化時(shí)，兩端電壓發(fā)生改變，同時(shí)定值電阻R₀兩端電壓也會改變；反之，如果定值電阻兩端電壓改變，電阻R兩端電壓相應(yīng)改變．所以將定值R₀電阻換成滑動變阻器，通過移動滑片，改變兩端電壓，從而保持電阻R兩端電壓一定；
（3）第1次電阻兩端電壓為U=RI=5Ω×0.6A=3V，根據(jù)電阻兩端的電壓不變，結(jié)合歐姆定律，
第3次電流I₃=$\frac{U}{{R}_{3}}$=$\frac{3V}{15Ω}$=0.2A；
（4）由表2所示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在電壓一定時(shí)，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(shí)，電流與電阻成反比．
故答案為：（1）沒有控制定值電阻兩端的電壓不變；（2）將R₀換成滑動變阻器；（3）0.2；（4）在電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比．

點(diǎn)評 探究通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)采用控制變量法，必須控制電阻兩端的電壓不變．