Question

如圖1所示，探究“電流與電壓、電阻的關系”時，
表Ⅰ

實驗 次數	電阻R=10Ω
	U/V	I/A
1	1	0.1
2	2	0.2
3	3	0.3

表Ⅱ

實驗 次數	電壓U=3V
	R/Ω	I/A
4	5	0.6
5	10	0.3
6	15	0.2

（1）表Ⅰ和表Ⅱ是小明同學實驗后記錄的數據，綜合分析表Ⅰ和表Ⅱ中的數據可以總結出歐姆定律的表達式為______．由實驗數據我們還可以看出，小明實驗過程中用到了______的物理學研究方法，在他依次進行表Ⅱ中第5、6次實驗的過程中，滑片P應向______滑動．
（2）實驗中小明選取電阻R而不選擇小燈泡，理由是______．
（3）如圖2所示是另一組的小紅根據她的實驗數據畫出的I-R圖象，從圖象中可以看出她始終保持電壓表示數為______V．
（4）探究電流與電壓、電阻關系的實驗結束后，小紅用額定電壓為3.8V的小燈泡替換R接入了電路，且測得小燈泡正常工作時電流表示數如圖3所示，則通過小燈泡的電流是______A，它的額定功率為______W．

Answer 1

【答案】分析：（1）實驗目的是探究電流與電壓、電阻的關系，所以關系式應從電流與電壓、電流與電阻的比例關系總結；表二記錄的是在電壓一定時，電流與電阻的關系，需要保持電阻兩端電壓一定．該探究方法是物理學中經常采用的一種方法，即控制變量法；該操作方法是調節(jié)滑動變阻器滑片位置，改變滑動變阻器接入電路的電阻大�。�
（2）根據燈泡的工作原理和影響電阻的因素進行分析即可．
（3）從圖2中讀出一組電阻值和電流值，根據U=IR即可求出電壓表的示數．
（4）根據電流表的量程、分度值以及指針位置讀出燈泡正常工作的電流，利用P=UI計算燈泡的額定功率．
解答：解：（1）①在表Ⅰ中，電阻保持不變．縱向看，電壓是成倍增大的，電流也是成倍增大的，并且電流增大的倍數與電壓增大的倍數相同，也就是電流與電壓成正比；
在表Ⅱ中，電壓保持不變．電阻成倍增大，但電流逐漸減小，并且電流減小的倍數與電阻增大的倍數的倒數相同，也就是電流與電阻成反比．因此表達式為I=．
②在探究電流與電壓的關系時，需要保持電阻不變，改變電阻兩端電壓；在探究電流與電阻的關系時，需要保持電壓一定，改變接入電路的電阻．由上可知，本實驗采用的是控制變量的物理學研究方法．
③在電源電壓一定時，串聯電路導體兩端電壓與其阻值成正比．表Ⅱ中第5、6次實驗的過程中，定值電阻是增大的，所以兩端電壓相應增大；要保持定值電阻兩端電壓不變，需要移動滑動變阻器滑片，使變阻器接入電路的電阻增大，變阻器兩端電壓增大，定值電阻兩端電壓減小，則滑片要向右移動．
（2）因為燈泡是利用電流的熱效應工作的，而燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，在改變燈泡兩端的電壓時，燈泡的發(fā)光強度發(fā)生變化的過程中，燈絲的電阻變化十分明顯；而定值電阻的阻值在實驗過程中基本保持不變．
（3）電壓表的示數：U=IR=0.1A×25Ω=2.5V；
（4）由圖知，電流表選擇的是0～0.6A量程，所以示數為0.3A；
已知燈泡的額定電壓為U=3.8V，燈泡正常工作的電流為I=0.3A
所以燈泡的額定功率為
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
故答案為：
（1）I=；控制變量；右；
（2）燈泡燈絲的電阻會隨溫度的變化而變化，無法控制電阻不變；
（3）2.5；
（4）0.3；1.14．
點評：本題考查了探究電流跟電壓、電阻的關系的實驗，探究的方法是控制變量法；解題的關鍵是熟悉探究過程和串聯電路的分壓作用；電壓和功率的計算可根據歐姆定律、功率的計算公式去作答．