Question

14．九（1）班在探究導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中分成兩大組進(jìn)行探究．

（1）甲組設(shè)計(jì)的電路如圖1所示通過多次換用不同阻值的電阻得到的數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	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(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)得出結(jié)論：電阻越大電流越�。�
你認(rèn)為甲組實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)重失誤的是沒有控制定值電阻兩端電壓不變．
由此分析可知本實(shí)驗(yàn)中變阻器除保護(hù)電路外還有一個(gè)重要作用是保證定值電阻兩端電壓不變．
甲組同學(xué)發(fā)現(xiàn)失誤后重做實(shí)驗(yàn)，保留了表中第1次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，當(dāng)用10Ω的電阻換下5Ω的電阻后，閉合S后此時(shí)示數(shù)大于5V，為了保證R兩端電壓不變，變阻器的滑片應(yīng)向右端移．
（2）乙組因粗心領(lǐng)取器材時(shí)沒領(lǐng)電壓表多領(lǐng)了一只電流表，同學(xué)們經(jīng)一番思考后設(shè)計(jì)了如圖2的電路圖并完成了實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄如表．

接入電阻	R1	R2	R3	R4
接入電阻的值/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)記入表中．
b．?dāng)嚅_S用R₃換下R₂，再閉合S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表A₁的示數(shù)保持1A不變（填下面的操作）
c．用R₄換下R₃重復(fù)上述操作，讀出通過R₄的電流為0.2A．
d．分析數(shù)據(jù)得到結(jié)論：當(dāng)電阻兩端電壓一定時(shí)，通過電阻的電流與電阻成反比
乙組的實(shí)驗(yàn)中，R₁與電流表的共同作用相當(dāng)于電壓表作用．

Answer 1

分析 （1）探究電流與電阻的關(guān)系應(yīng)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(dòng)變阻器的作用：一是保護(hù)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(diǎn)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(diǎn)確定滑動(dòng)變阻器兩端電壓的變化，從而確定滑片移動(dòng)的方向；
（2）bc、探究電阻中的電流與電阻的關(guān)系時(shí)，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(jì)算出通過R₁的電流，然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(yùn)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(xué)實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)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(shí)，滑動(dòng)變阻器的作用：一是保護(hù)電路；二可以保持定值電阻兩端電壓不變；
當(dāng)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(dòng)變阻器兩端電壓，故將滑片向右移動(dòng)；
（2）b、探究電阻中的電流與電阻的關(guān)系時(shí)，需控制電阻兩端電壓不變，因此調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表A₁的示數(shù)保持1A不變；
c、當(dāng)把R₃換成R₄時(shí)，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(dāng)電阻兩端電壓一定時(shí)，通過電阻的電流與電阻成反比．
乙組的實(shí)驗(yàn)中，R₁與電流表A₁的共同作用相當(dāng)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；大于；
（2）b、調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表A₁的示數(shù)保持1A不變；c、0.2；d、當(dāng)電阻兩端電壓一定時(shí)，通過電阻的電流與電阻成反比；電壓表．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究電流和電壓、電阻的關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)中需用控制變量法，主要考查了滑動(dòng)變阻器的作用和使用，同時(shí)考查了在沒有電壓表時(shí)控制電壓不變的方法，應(yīng)注意學(xué)習(xí)．