Question

15．在探究電流與電壓的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，電源為兩節(jié)新干電池（3V）．如表是某同學(xué)完成的實(shí)驗(yàn)記錄．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6
電壓U/（V）	0.3	0.6	0.9	1.2	1.5	1.8
電流I/（A）	0.08	0.15	0.23	0.30	0.38	0.45

（1）本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的主要作用是改變電阻兩端電壓．
利用這些數(shù)據(jù)，可以得到的初步結(jié)論是電阻一定時(shí)，電流跟電壓成正比；
（2）第2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可計(jì)算出定值電阻的阻值是4Ω；第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)定值電阻消耗的電功率是0.36W；
（3）在第6次實(shí)驗(yàn)中，通電一段時(shí)間，定值電阻與滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量之比約為3：2．

Answer 1

分析 （1）研究電流與電壓電阻的關(guān)系，要用到控制變量法．研究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，控制不變的量是導(dǎo)體電阻，改變導(dǎo)體兩端的電壓，觀(guān)察電流隨著電壓的變化如何變化，從而得出結(jié)論．
（2）據(jù)歐姆定律和P=UI計(jì)算即可解決；
（3）電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時(shí)間成正比．焦耳定律表達(dá)式：Q=I²Rt．

解答 解：（1）由課本實(shí)驗(yàn)知，在“研究電流跟電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，被控制的物理量是電阻，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是電阻一定時(shí)，電流跟電壓成正比；滑動(dòng)變阻器的作用就是改變連入電路的電阻，改變電阻兩端的電壓．
（2）第2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可計(jì)算出定值電阻的阻值是：據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.6V}{0.15A}$=4Ω；
第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)定值電阻消耗的電功率是P=UI=1.2V×0.30A=0.36W；
（3）定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，故通過(guò)定值電阻的電流與滑動(dòng)變阻器中電流相等：I₁=I₂；通電時(shí)間相等，即：t₁=t₂；定值電阻兩端電壓：U₁=1.8V，滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U₂=U-U₁=3V-1.8V=1.2V；定值電阻與滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量都等于所消耗的電能即：Q=W=UIt；
由焦耳定律：Q=I²Rt得定值電阻與滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量之比：Q₁：Q₂=W₁：W₂=U₁I₁t₁：U₂I₂t₂=1.8V×I₁t₁：1.2V×I₁t₁=3：2．
故答案為：（1）改變電阻兩端電壓；電阻一定時(shí)，電流跟電壓成正比；（2）4；0.36；（3）3：2．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了學(xué)生對(duì)控制變量法的掌握及通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論的能力，在寫(xiě)結(jié)論時(shí)，注意其中控制的變量．