Question

3．某同學(xué)按如圖所示的電路，研究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓、導(dǎo)體電阻間的關(guān)系，若保持電源電壓的大小和電阻箱R₁的阻值不變，移動滑動變阻器R₂的金屬滑片P，可測得不同的電流、電壓值，如表1所示．然后，他又改變電阻箱R₁的阻值，測得相應(yīng)的電流值，如表2所示．
（1）分析表1中數(shù)據(jù)可知：在電阻一定時，電流與電壓成正比．
（2）分析表2中數(shù)據(jù)據(jù)可知：電流與電阻不成（成/不成）反比，這與歐姆定律不符（相符/不符），其原因沒有控制R₁兩端的電壓不變．
表1

實(shí)驗(yàn)序號	U1/V	I/A
①	1	0.2
②	1.5	0.3
③	2	0.4

表2

實(shí)驗(yàn)序號	R1/Ω	I/A
①	3	0.5
②	6	0.33
③	9	0.25

（3）知道原因后，他在表2中正確記錄下第一組數(shù)據(jù)后，將電阻箱調(diào)到6Ω時，這時他應(yīng)將滑動變阻器滑片向右移，直到電壓表示數(shù)為1.5V為止．同理完成第三組數(shù)據(jù)．

Answer 1

分析 通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓、導(dǎo)體電阻兩個因素有關(guān)，因此實(shí)驗(yàn)時要應(yīng)用控制變量法，即：研究與電壓的關(guān)系要保持電阻不變；研究與電阻的關(guān)系要保持電壓不變．

解答 解：
（1）由表1數(shù)據(jù)可以看出，導(dǎo)體中的電流隨電壓的增大而增大，并且成倍數(shù)的增大，所以得出的結(jié)論是：在電阻一定時，電流與電壓成正比；
（2）由表2數(shù)據(jù)可以看出，3組數(shù)據(jù)中電流I與R₁的乘積均不同，即電流與電阻不成反比，這與歐姆定律不符；
原因是：他在改變電阻箱R₁的阻值時，R₁兩端的電壓也隨之變化，此時電壓和電阻都變化，沒有控制R₁兩端的電壓不變．
（3）由表2可知，將3Ω的電阻接入電路時，R₁兩端的電壓為U₁=I₁×R₁=0.5A×3Ω=1.5V；
將3Ω的電阻換成了6Ω的電阻時，串聯(lián)電路的總電阻變大，電路中電流變小，由U=IR可知，滑動變阻器分得的電壓變小，則電阻分得的電壓變大（即電壓表示數(shù)增大）；
要探究電流和電阻之間關(guān)系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變，所以應(yīng)調(diào)節(jié)滑片向右移動，增大滑動變阻器接入電路的電阻（增大變阻器兩端的電壓），使電壓表的示數(shù)減小為1.5V時，再讀取電流表示數(shù)．
故答案為：（1）在電阻一定時，電流與電壓成正比；
（2）不成；不符；沒有控制R₁兩端的電壓不變；
（3）右；電壓；1.5V．

點(diǎn)評 在探究一個物理量與多個因素關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，注意使用控制變量法．