Question

3．小梅同學(xué)按圖所示做“探究通過導(dǎo)體的電流與電壓，電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，已知電源電壓為4節(jié)新的干電池
（1）小梅首先探究“通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系，她先將5Ω的電阻接入電路，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2V，讀出并記下電流值；然后將5Ω的電阻該接成10Ω的電阻，小梅下一步的操作應(yīng)該是：閉合開關(guān)，向右端移動滑動變阻器的滑片，直到電壓表的示數(shù)為2V，并記下電流值；再改接20Ω的電阻，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器的作用是保持電阻兩端電壓一定，若要完成這個實(shí)驗(yàn)，滑動變阻器的最大阻值至少要40Ω

U/A	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（2）接著探究“通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”，先將一定值電阻接入電路，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為1.0V，讀出并記下電流值；然后小梅下一步的操作應(yīng)該是：向左端移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為1.5V，并記下電流值；重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，測出通過電阻R的電流和對應(yīng)的電壓值如上表所示，此實(shí)驗(yàn)中，滑動變阻器的作用是調(diào)節(jié)電路的電流，若滑動變阻器壞了，又沒有其他器材可用，怎么辦？可以通過改變接入的干電池來改變電壓
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)得到的結(jié)論是在電阻一定時，電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比，通過計(jì)算可知，此次實(shí)驗(yàn)所用的電阻為5Ω
（4）在許多實(shí)驗(yàn)中都需要進(jìn)行多次測量，你認(rèn)為在本次實(shí)驗(yàn)中測量多組數(shù)據(jù)的目的是多次測量求取平均值，以達(dá)到減小誤差的目的．
（5）本實(shí)驗(yàn)用到的研究方法是控制變量法．

Answer 1

分析 （1）電流跟電阻和電壓都有關(guān)系，我們通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證時，采用控制變量法研究，即在探究電流跟電阻關(guān)系時需要控制電壓不變進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論時，要明確控制的物理量和變化的物理量，以及變化的物理量之間的對應(yīng)規(guī)律；根據(jù)歐姆定律求出每組數(shù)據(jù)對應(yīng)的電阻，然后取平均值即為此次實(shí)驗(yàn)所用的電阻；

解答 解：（1）在探究電流跟電阻關(guān)系時需要控制電壓不變，因此更換電阻后，需移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)與換電阻前電壓表示數(shù)相同；換上大電阻后，為了讓其電壓為2V，應(yīng)將滑動變阻器接入電阻變大；故應(yīng)向右調(diào)節(jié)滑片；使電壓表示數(shù)為2V；滑動變阻器的作用為保持電阻兩端的電壓一定；根據(jù)歐姆定律可知，接入電阻越大，則滑動變阻器接入電阻也應(yīng)越大，根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知，當(dāng)接入電阻為20Ω時，要使電壓表示數(shù)為2V，則滑動變阻器兩端電壓應(yīng)為4V，則其電阻至少為40Ω；
（2）為了增大電壓表示數(shù)，應(yīng)減小滑動變阻器的接入電阻；故應(yīng)向左滑動滑片；
滑動變阻器的作用時調(diào)節(jié)電路的電流；
若沒有滑動變阻器可以通過改變電源電動勢的方式來改變電壓；
（3）探究電流與電壓的關(guān)系，保持電阻一定；橫向比較可以得到：電壓成倍增大，電流也相應(yīng)的成倍增大，所以結(jié)論是：在電阻一定時，電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比．
根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可得：每組數(shù)據(jù)對應(yīng)的電阻均為5Ω，取平均值可知此次實(shí)驗(yàn)所用的電阻為5Ω；
（4）探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能發(fā)現(xiàn)規(guī)律，所以這里多次實(shí)驗(yàn)是為了：從不同情況中找到普遍規(guī)律；“伏安法”測量定值電阻的阻值實(shí)驗(yàn)中多次測量的目的是為了多次測量求取平均值，以達(dá)到減小誤差的目的．
（5）本實(shí)驗(yàn)采用的物理方法為控制變量法；
故答案為：（1）右；2；保持電壓表電壓不變；40Ω；
（2）左；調(diào)節(jié)電路的電流；可以通過改變接入的干電池來改變電壓
（3）在電阻一定時，電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比；5；
（4）多次測量求取平均值，以達(dá)到減小誤差的目的；
（5）控制變量法．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、電路故障的判斷、歐姆定律的應(yīng)用等問題；在用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中，要進(jìn)行多次測量求平均值，以減小誤差，進(jìn)行多次測量一般通過改變滑動電阻器接入電路的阻值實(shí)現(xiàn)，同時要注意控制變量法的應(yīng)用．