Question

10．在“探究電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)過程中小震同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
（1）經(jīng)過與同學(xué)們的討論，完成了三次實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計．
由圖1到圖2，改進(jìn)的理由是使電阻保持不變
由圖2到圖3，改進(jìn)的理由是為了改變電壓

（2）選擇了正確的實(shí)驗(yàn)方案后，小震測量了幾組電壓和電流的值如表：

電壓U/V	1.2	1.6	2.0	2.4	2.8
電流I/A	0.12	0.16	0.20	0.24	0.28

分析數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是：電阻一定時，電流與電壓成正比；．
（3）若在圖1中，閉合開關(guān)后當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時，電流表示數(shù)如圖4，則此時小燈泡的電阻是12.5Ω，圖5是多次改變串聯(lián)電池的個數(shù)后，繪制小燈泡的U-I圖象，請你仔細(xì)分析圖象說明為什么小燈泡的電流與電壓不成正比？

Answer 1

分析 （1）研究“電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，要控制電阻不變，小燈泡的電阻隨溫度的變化而變化；在實(shí)驗(yàn)過程中，為了避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性，要多做幾次實(shí)驗(yàn)；
（2）分析表格中電流的變化倍數(shù)和電壓的變化倍數(shù)之間的關(guān)系，利用控制變量法得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；
（3）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出示數(shù)，利用歐姆定律求出小燈泡正常發(fā)光時的電阻；燈泡的電阻與溫度有關(guān)．

解答 解：（1）探究電流與電壓的關(guān)系，需保證導(dǎo)體的電阻不變，而小燈泡是變化的，所以需要將小燈泡更換為定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．探究電流與電壓的關(guān)系，需要多次改變加在定值電阻兩端的電壓，以便于尋找規(guī)律，圖3 可以通過改變滑動變阻器的阻值大小來調(diào)節(jié)自制電源兩端的輸出電壓值，使電路更安全、操作更簡單、數(shù)據(jù)更一般．
（2）由表格可知：導(dǎo)體的電阻相同時，通過導(dǎo)體的電流與加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比．
（3）電流表的示數(shù)為0.24A，則電阻的大小為：$R=\frac{U}{I}=\frac{3V}{0.24A}=12.5Ω$； 燈絲的電阻隨溫度的升高而增加，它的電阻不是定值，所以通過小燈泡的電流與其兩端電壓不成正比．
故答案為：（1）使電阻保持不變；為了改變電壓；（2）電阻一定時，電流與電壓成正比；（3）12.5Ω；燈絲的電阻隨溫度的升高而增加，它的電阻不是定值．

點(diǎn)評 滑動變阻器在不同的實(shí)驗(yàn)中，作用是不同的．此實(shí)驗(yàn)為了改變定值電阻兩端電壓．