Question

17．某實驗小組的同學探究電流與電壓的關系時，用到如下器材：電源1個，電流表、電壓表各1只，定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω各1只），滑動變阻器1只，開關1個，導線若干；設計的電路如圖甲所示．
（1）這個實驗使用了控制變量的方法，其中被控制的變量是電阻R₁，滑動變阻器R₂的作用改變電路中電流大小，從而改變電阻R₁兩端的電壓，達到多次測量求平均值．
下面是他們獲取的一組實驗數(shù)據(jù)：

電壓U/V	2	4	6	8	10
電流I/A	0.40	0.80	1.20	1.59	2.00

（2）實驗中他們選用的定值電阻阻值為5Ω；
（3）請在圖乙坐標系上畫出電流隨電壓變化的圖象；
（4）分析表中的數(shù)據(jù)或圖象，你能得出的探究結(jié)論在電阻一定時，通過電阻的電流跟加在電阻兩端電壓成正比．

Answer 1

分析 （1）由于電流跟電壓和電阻均有關，因此在“探究電流與電壓的關系時”實驗中，應控制導體的電阻大小不變；滑動變阻器的作用有①是改變用電器兩端的電壓；②是改變通過用電器的電流；③是保護電路，結(jié)合本實驗可知此時滑動變阻器的作用；
（2）應定值電阻的阻值不變，根據(jù)歐姆定律結(jié)合題中任意一組數(shù)據(jù)得出定值電阻的阻值，再結(jié)合題干得出所取定值電阻的阻值；
（3）根據(jù)描點法結(jié)合數(shù)據(jù)得出電流隨電壓變化的圖象；
（4）分析圖象可知，電流與電壓成正比例圖象，據(jù)此得出結(jié)論．

解答 解：（1）探究電流與電壓的關系時，被控制的變量是電阻R₁；
滑動變阻器R₂的作用是改變電路中電流大小，從而改變電阻R₁兩端的電壓，達到多次測量求平均值；
（2）由表可知，當U=2V時，I=0.39A，
根據(jù)歐姆定律可得，定值電阻的阻值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω，結(jié)合題干可知，他們選用的定值電阻阻值為5Ω；
（3）根據(jù)描點法做出電流隨電壓變化的圖象，如下圖所示：

（4）分析圖象可知，電流與電壓成正比例圖象，故可得結(jié)論：在電阻一定時，通過電阻的電流跟加在電阻兩端電壓成正比．
故答案為：
（1）電阻R₁；改變電路中電流大小，從而改變電阻R₁兩端的電壓，達到多次測量求平均值；
（2）5；
（3）如上圖所示；
（4）在電阻一定時，通過電阻的電流跟加在電阻兩端電壓成正比．

點評 本題考查了滑動變阻器在實驗中的作用和歐姆定律的應用以及描點法作圖等，關鍵是會根據(jù)圖象和控制變量法得出實驗的結(jié)論．