Question

11．在探究導體中的電流與電阻的關(guān)系的實驗中分成甲、乙兩組進行探究

（1）甲組設計的電路如圖1所示，并通過多次換用不同的電阻得到的實驗數(shù)據(jù)如表：

實驗序號	1	2	3	4	5
電阻（Ω）	5	10	15	20	25
電流（A）	1.0	0.6	0.5	0.4	0.34

該組同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論：電阻越大電流越大．你認為甲組實驗中嚴重失誤是：沒有控制定值電阻兩端電壓不變；由此分析可知活動變阻器在此實驗中除保護電路外，還有一個重要作用是：保證定值電阻兩端電壓不變；甲組同學發(fā)現(xiàn)錯誤后重做實驗，保留了表中第一次實驗數(shù)據(jù)，當且10Ω的電阻換下5Ω的電阻后，閉合S此時V的示數(shù)＞5V（填“＞”“＜”或“=”）；為了保證實驗正確的進行應將變阻器滑片P向右端移．
（2）乙組因粗心領(lǐng)器材時沒領(lǐng)電壓表多領(lǐng)了一次電流表，同學們經(jīng)一番思考后設計了如圖2電路，并完成了實驗，實驗數(shù)據(jù)如表：

接入電路中的電阻	R1	R2	R3	R4
接入電阻中的值（Ω）	5	10	20	25
電流（A）	1.0	0.5

步驟：
a：閉合S調(diào)節(jié)變阻器將兩表示數(shù)填入表內(nèi)；
b：斷開S用R₃換下R₂，再閉合S，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表A₁的示數(shù)保持1.0A不變（填下面的操作）．
c：用R₄換下R₃重復上述實驗，讀出通過R₄的電流為0.2A．
d：分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論：當電阻兩端電壓一定時，通過電阻的電流與電阻成反比．乙組實驗中R₁與A₁的共同作用相當于電壓表的作用．

Answer 1

分析 （1）探究電流與電阻的關(guān)系應控制電阻兩端電壓保持不變，根據(jù)歐姆定律的變形公式U=IR可知定值電阻兩端電壓是否不變；
滑動變阻器的作用：一是保護電路；二可以保持定值電阻兩端電壓不變；
根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點可知電壓表示數(shù)的變化，然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點確定滑動變阻器兩端電壓的變化，從而確定滑片移動的方向；
（2）bc、探究電阻中的電流與電阻的關(guān)系時，需控制電阻兩端電壓不變，因此先根據(jù)表格中數(shù)據(jù)計算出通過R₁的電流，然后調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表A₁的示數(shù)保持不變，再根據(jù)I=$\frac{U}{R}$求出電流表A₂的示數(shù)；
d、運用控制變量法找出表格各物理量的關(guān)系．

解答 解：
（1）由表中數(shù)據(jù)和歐姆定律的變形公式U=IR可知，定值電阻兩端電壓一直在發(fā)生變化，因此甲同學實驗中的錯誤：沒有控制定值電阻兩端電壓不變；
探究電流與電阻的關(guān)系時，滑動變阻器的作用：一是保護電路；二可以保持定值電阻兩端電壓不變；
當滑片位置不變，并將10Ω的電阻換下5Ω的電阻，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律可知，定值電阻兩端電壓變大，即大于5V；要使定值電阻兩端電壓保持5V不變，需增大滑動變阻器兩端電壓，故將滑片向右移動；
（2）b、探究電阻中的電流與電阻的關(guān)系時，需控制電阻兩端電壓不變，因此調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表A₁的示數(shù)保持1A不變；
c、當把R₃換成R₄時，通過R₄的電流：I₄=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{4}}$=$\frac{1A×5Ω}{25Ω}$=0.2A，
d、分析表格中的數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論：當電阻兩端電壓一定時，通過電阻的電流與電阻成反比．
乙組的實驗中，R₁與電流表A₁的共同作用相當于電壓表的作用．
故答案為：
（1）沒有控制定值電阻兩端電壓不變；保證定值電阻兩端電壓不變；＞；右；
（2）b、調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表A₁的示數(shù)保持1.0A不變；
c、0.2；
d、當電阻兩端電壓一定時，通過電阻的電流與電阻成反比；電壓表．

點評 此題是探究電流和電壓、電阻的關(guān)系，在實驗中需用控制變量法，主要考查了滑動變阻器的作用和使用，同時考查了在沒有電壓表時控制電壓不變的方法，應注意學習．