Question

16．小強(qiáng)同學(xué)觀察到一些電學(xué)現(xiàn)象：小燈泡兩端的電壓越大，通過(guò)燈絲的電流越大，燈泡越亮；電源電壓一定時(shí)，電路中的電阻增大，電路中的電流就變�。�…小強(qiáng)猜想：通過(guò)導(dǎo)體中的電流的大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻有關(guān)．請(qǐng)你幫助小強(qiáng)完成這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)：
（1）選擇的器材：電源、開關(guān)、三個(gè)阻值不同的電阻（5Ω、l0Ω、20Ω），導(dǎo)線若干，電流表及電壓表各一塊，還需要滑動(dòng)變阻器；
（2）按甲圖電路圖連接實(shí)物圖時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開；滑動(dòng)變阻器滑片位于最右（選填“左”或“右”端）
（3）首先把10Ω的電阻連入電路，滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變R₁兩端的電壓，測(cè)得三組數(shù)據(jù)如表一所示；然后分別把三個(gè)阻值不同的電阻連入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使R₁兩端的電壓不變，測(cè)得三組數(shù)據(jù)如表二所示．表一：電阻R₁=10Ω

電壓（V）	1	2	3
電流（A）	0.1	0.2	0.3

表二：電壓U=2V

電阻（Ω）	5	10	20
電流（A）	0.4	0.2	0.1

（4）根據(jù)表一數(shù)據(jù)請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出電流與電壓的關(guān)系圖象；
（5）分析與結(jié)論：
分析表一得出的結(jié)論是：電阻一定，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比；
分析表二得出的結(jié)論是：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
（6）這種研究問題單位方法是控制變量法．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中要多次測(cè)量求平均值減小誤差，據(jù)此選擇實(shí)驗(yàn)器材；
（2）連接電路時(shí)，為了安全，開關(guān)必須處于斷開狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到阻值最大處；
（3）探究電流與電壓、電阻的關(guān)系時(shí)，要用到控制變量法，并且需要測(cè)量多組屬于，注意探究電流與電阻關(guān)系時(shí)，需控制電阻兩端電壓不變；探究電流與電壓關(guān)系時(shí)，需控制電阻不變；
（4）根據(jù)表格一中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來(lái)；
（5）把握表一、表二中數(shù)據(jù)的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)，根據(jù)控制變量法的要求分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；
（6）探究一個(gè)物理量與多個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，需運(yùn)用控制變量法進(jìn)行探究．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中除了所給的器材，還要用到保護(hù)電路和改變電阻兩端電壓達(dá)到多次測(cè)量求平均值減小誤差的滑動(dòng)變阻器．
（2）連接電路時(shí)，為了安全，開關(guān)必須處于斷開狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到阻值最大處，故將滑片放在最右端；
（3）探究電流與電壓關(guān)系時(shí)，需把10Ω的電阻連入電路，滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變R_I兩端的電壓，測(cè)量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；
探究電流與電阻關(guān)系時(shí)，需把三個(gè)阻值不同的電阻連入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使R₁兩端的電壓不變，測(cè)量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；
（4）據(jù)表一中數(shù)據(jù)描點(diǎn)：（1V、0.1A）、（2V、0.2A）、（3V、0.3A），并用平滑的曲線連接起來(lái)，如圖所示：

（5）由表一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電阻R₁=10Ω一定，導(dǎo)體兩端的電壓增大到幾倍，通過(guò)導(dǎo)體的電流就會(huì)增大到幾倍，故可以得出結(jié)論：電阻一定，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比；由表二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電壓U=2V一定，導(dǎo)體電阻增大到幾倍，通過(guò)導(dǎo)體的電流就會(huì) 變?yōu)樵瓉?lái)幾分之一，故可以得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（6）研究一個(gè)物理量與多個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，要用到控制變量法．
故答案為：（1）滑動(dòng)變阻器；（2）斷開；右；（3）電壓；電壓不變；（5）電阻一定，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比；電壓一定時(shí)，導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（6）控制變量．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)探究電流與電壓和電阻的關(guān)系考查了控制變量法的應(yīng)用；應(yīng)用控制變量法分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)即可正確解題．