Question

小莉同學探究“導體中的電流跟導體電阻的關系”．

（1）請你幫助小莉以筆畫線代替導線完成圖電路連接，要求開關S閉合后，滑動變阻器的滑片P向右移動時，電壓表的示數變大．
（2）小莉不斷改變電阻R的阻值，并將電阻值以及對應的電流表的示數記錄在表1中．分析表1中的數據可知：電路中的電流I跟電阻R不是反比關系，這一結論與歐姆定律不一致．請你幫助小莉分析：
①結論與歐姆定律不一致的原因是

沒有保持R兩端的電壓不變

；
②要得到與歐姆定律一致的結論，小莉應該如何改進自己實驗步驟？

在改變定值電阻的阻值后，先移動滑片使電阻R兩端的電壓保持相同，再讀出電流表的示數

；這樣改進的目的是

保持R兩端電壓不變

．
③改進后，把符合要求的數據填寫在表2中的空格內．
表1                               表2

次數	R/Ω	I/A
1	5	0.6
2	10	0.4
3	15	0.3

次數	R/Ω	I/A
1	5	0.6
2	10
3	15

（3）不改變上面連好的電路，用它還可以完成的實驗是

測電阻的功率

．

Answer 1

分析：（1）電流表與電阻串聯，電壓表與電阻并聯，注意電表的正負接線柱的連接；滑動變阻器兩接線柱一上一下的串聯在電路中，電壓表的示數變化和滑動變阻器接入電路的阻值變化有關，滑動變阻器接入阻值變小時電壓表的示數就變大．
（2）①探究電流與電阻的關系，采用的研究方法是控制變量法，必須保持電阻兩端電壓一定．然后根據提供的數據分析可知結論與歐姆定律不一致的原因；
②要對實驗設計進行改進，必須找出原實驗存在的不足或錯誤．原設計缺陷是不能保持電阻R兩端電壓一定，所以改進的目的是保證電阻R兩端電壓不變．
③改進后，電流的測量結果應是在電阻兩端電壓一定，電流與電阻成反比的變化．據此分析計算填寫即可．
（3）不改變上面連好的電路，根據實驗所測的物理量，可知用它還可以完成的實驗是測功率．

解答：解：（1）電流表與電阻串聯，電流從正接線柱流入負接線柱流出；要求滑動變阻器的滑片向右移動時電壓表示數變大，也就是說滑片向右移動時接入電路的阻值變小了，導線必須選擇B接線柱；連接實物圖如圖所示．

（2）①探究電流與電阻的關系，根據控制變量法可知，必須保持電阻R兩端電壓保持一定．實際上在串聯電路中，導體兩端電壓與其阻值成正比．由電路圖知，電源電壓不變，在定值電阻R不變時，改變與其串聯的滑動變阻器的阻值時，R兩端電壓也相應發生改變．所以電阻是成倍增大的，電流雖然減小，但不是成倍的．其原因是：沒有保持R兩端電壓不變，再改變阻值，研究電流與電阻的關系．
②根據控制變量法可知，探究電流與電阻的關系，必須保持電阻R兩端電壓保持一定．所以實驗步驟應是在改變定值電阻的阻值后，先移動滑片使電阻R兩端的電壓保持相同，再讀出電流表的示數；
③因為在電阻兩端電壓一定時，通過導體的電流與電阻成反比，所以電流值如下表格；

次數	R/Ω	I/A
1	5	0.6
2	10	0.3
3	15	0.2

故答案為：①沒有控制定值電阻兩端的電壓不變；②在改變定值電阻的阻值后，先移動滑片使電阻R兩端的電壓保持相同，再讀出電流表的示數；保持R兩端電壓不變；
（3）不改變上面連好的電路，實驗所測的物理量是電阻兩端的電壓和通過的電流值，由P=UI可知，用它還可以完成的實驗是測電阻的功率．
故答案為：測電阻的功率．

點評：本題的關鍵是：①知道滑動變阻器既可以使導體兩端電壓發生變化，也可以使導體兩端電壓保持不變．
②根據控制變量法可知，探究電流與電阻的關系，必須保持電阻R兩端電壓保持一定．