Question

3．小梅同學按圖所示做“探究通過導體的電流與電壓，電阻的關系”的實驗，已知電源電壓為4節(jié)新的干電池
（1）小梅首先探究“通過導體的電流跟導體電阻的關系，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該是：閉合開關，向右端移動滑動變阻器的滑片，直到電壓表的示數為2V，并記下電流值；再改接20Ω的電阻，重復上述實驗，此實驗中滑動變阻器的作用是保持電阻兩端電壓一定，若要完成這個實驗，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“通過導體的電流跟導體兩端電壓的關系”，先將一定值電阻接入電路，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為1.0V，讀出并記下電流值；然后小梅下一步的操作應該是：向左端移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為1.5V，并記下電流值；重復上述實驗，測出通過電阻R的電流和對應的電壓值如上表所示，此實驗中，滑動變阻器的作用是調節(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）根據表中數據得到的結論是在電阻一定時，電流與導體兩端電壓成正比，通過計算可知，此次實驗所用的電阻為5Ω
（4）在許多實驗中都需要進行多次測量，你認為在本次實驗中測量多組數據的目的是多次測量求取平均值，以達到減小誤差的目的．
（5）本實驗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系，我們通過實驗驗證時，采用控制變量法研究，即在探究電流跟電阻關系時需要控制電壓不變進行實驗．
（2）根據實驗數據總結實驗結論時，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規(guī)律；根據歐姆定律求出每組數據對應的電阻，然后取平均值即為此次實驗所用的電阻；

解答 解：（1）在探究電流跟電阻關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，使電壓表示數與換電阻前電壓表示數相同；換上大電阻后，為了讓其電壓為2V，應將滑動變阻器接入電阻變大；故應向右調節(jié)滑片；使電壓表示數為2V；滑動變阻器的作用為保持電阻兩端的電壓一定；根據歐姆定律可知，接入電阻越大，則滑動變阻器接入電阻也應越大，根據串聯電路分壓規(guī)律可知，當接入電阻為20Ω時，要使電壓表示數為2V，則滑動變阻器兩端電壓應為4V，則其電阻至少為40Ω；
（2）為了增大電壓表示數，應減小滑動變阻器的接入電阻；故應向左滑動滑片；
滑動變阻器的作用時調節(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，電流也相應的成倍增大，所以結論是：在電阻一定時，電流與導體兩端電壓成正比．
根據R=$\frac{U}{I}$可得：每組數據對應的電阻均為5Ω，取平均值可知此次實驗所用的電阻為5Ω；
（4）探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系的實驗中，一次實驗數據不能發(fā)現規(guī)律，所以這里多次實驗是為了：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驗中多次測量的目的是為了多次測量求取平均值，以達到減小誤差的目的．
（5）本實驗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，電流與導體兩端電壓成正比；5；
（4）多次測量求取平均值，以達到減小誤差的目的；
（5）控制變量法．

點評 本題考查了實驗的注意事項、電路故障的判斷、歐姆定律的應用等問題；在用伏安法測電阻的實驗中，要進行多次測量求平均值，以減小誤差，進行多次測量一般通過改變滑動電阻器接入電路的阻值實現，同時要注意控制變量法的應用．