Question

3．某小組同學(xué)通過(guò)如圖所示電路實(shí)驗(yàn)研究“串聯(lián)電路電壓的規(guī)律”，他們將電阻R₁、R₂串聯(lián)在電路中，用電壓表測(cè)出電路中的電源電壓以及R₁、R₂兩端的電壓，用電流表測(cè)出通過(guò)電路中的電流，并改變電源電壓和R₁、R₂的阻值進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)如表所示．

物理量 實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電源電壓U（V）	R1的阻值 （Ω）	電路中的電流I（A）	R1兩端電壓U1（V）	R2兩端電壓U2（V）
1	6	5	1	5	1
2	6	5	0.5	2.5	3.5
3	6	5	0.2	1	5
4	12	10	1	10	2
5	12	10	0.5	5	7
6	12	10	0.2	2	10
7	18	6	1	6	12
8	18	6	0.5	3	15
9	18	6	1.5

（1）分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與2與3（或4與5與6，或7與8與9）的數(shù)據(jù)中電路中的電流I 與R₁兩端電壓U₁的倍數(shù)關(guān)系，可以得出的結(jié)論是同一導(dǎo)體，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比．
（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中每一行的電源電壓U及各串聯(lián)電阻兩端電壓的大小關(guān)系可以得出的結(jié)論是同一串聯(lián)電路中，各串聯(lián)電阻兩端的電壓之和等于電源電壓．
（3）根據(jù)（1）、（2）得出的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)序號(hào)9中U₁和U₂的數(shù)值應(yīng)該分別是9V、9V．
（4）進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與2與3（或4與5與6，或7與8與9）中第二、三、五、六列數(shù)據(jù)中各串聯(lián)電阻兩端的電壓變化量的關(guān)系及相關(guān)條件，可得：當(dāng)電源電壓以及定值電阻R₁的阻值恒定時(shí)，各串聯(lián)電阻兩端的電壓變化量相等．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流與電壓變化的關(guān)系即可得出初步結(jié)論；
（2）根據(jù)電源電壓和各串聯(lián)電阻兩端電壓關(guān)系可得出結(jié)論；
（3）根據(jù)同一導(dǎo)體，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比計(jì)算出R₁兩端電壓U₁；根據(jù)同一串聯(lián)電路中，各串聯(lián)電阻兩端的電壓之和等于電源電壓計(jì)算出R₂兩端電壓U₂；
（4）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，運(yùn)用控制變量法，分析各串聯(lián)電阻兩端的電壓變化量的關(guān)系及相關(guān)條件，得出結(jié)論．

解答 解：（1）在電路其它電路元件不變，用改變電池的個(gè)數(shù)來(lái)改變導(dǎo)體兩端的電壓時(shí)，分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、3（或4、5、6或7、8、9）的電流與電壓變化的倍數(shù)關(guān)系，所以可得出的初步結(jié)論是：同一導(dǎo)體，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中每一行的電源電壓U及各串聯(lián)電阻兩端電壓的大小關(guān)系可知：同一串聯(lián)電路中，各串聯(lián)電阻兩端的電壓之和等于電源電壓；
（3）在電阻R₁阻值一定時(shí)，通過(guò)電阻的電流與兩端的電壓成正比，所以由7、8、9組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得：$\frac{1A}{1.5A}$=$\frac{6V}{{U}_{1}}$，即U₁=9V；
同一串聯(lián)電路中，各串聯(lián)電阻兩端的電壓之和等于電源電壓，所以由9組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得：18V=9V+U₂，即U₂=9V；
（4）觀察表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與2與3（或4與5與6，或7與8與9）中數(shù)據(jù)可知，在第二、三、五、六列數(shù)據(jù)中，可以發(fā)現(xiàn)R₁兩端電壓U₁減少多少，R₂兩端電壓U₂就會(huì)增加多少，故可以得出結(jié)論：當(dāng)電源電壓以及定值電阻R₁的阻值恒定時(shí)，各串聯(lián)電阻兩端的電壓變化量相等．
故答案為：
（1）同一導(dǎo)體，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
（2）同一串聯(lián)電路中，各串聯(lián)電阻兩端的電壓之和等于電源電壓；
（3）9；9；
（4）各串聯(lián)電阻兩端的電壓變化量相等．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納得出結(jié)論的能力，解決本題的關(guān)鍵是利用控制變量法分析變量和不變量．