Question

（2013?武漢模擬）小強(qiáng)同學(xué)觀察到一些電學(xué)現(xiàn)象：小燈泡兩端的電壓越大，通過(guò)燈絲的電流越大，燈泡越亮；電源電壓一定時(shí)，電路中的電阻增大，電路中的電流就變小…．小強(qiáng)猜想：通過(guò)導(dǎo)體中的電流的大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻有關(guān)．請(qǐng)你幫助小強(qiáng)完成這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)：
（1）選擇的器材：電源、開(kāi)關(guān)、三個(gè)阻值不同的電阻（5Ω、10Ω、20Ω），導(dǎo)線若干，電流表及電壓表各一塊，還需要

滑動(dòng)變阻器

．
（2）請(qǐng)畫(huà)出電路圖并按電路圖將圖中的各元件連接起來(lái)；
（3）測(cè)量的步驟及數(shù)據(jù)：①按電路圖連接電路．②首先把10Ω的電阻連入電路，滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變R₁兩端的電壓，測(cè)得三組數(shù)據(jù)如表一所示；③分別把三個(gè)阻值不同的電阻連入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，始終保持每個(gè)電阻連端的電壓為2V，測(cè)得三組數(shù)據(jù)如表二所示．
表一：電阻R₁=10Ω

電壓（V）	1	2	3
電流（A）	0.1	0.2	0.3

表二：電壓U=2V

電阻（Ω）	5	10	20
電流（A）	0.4	0.2	0.1

（4）分析與結(jié)論：分析表一得出的結(jié)論是：

在電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比

；
分析表二得出的結(jié)論是：

在電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比

．
（5）這種研究問(wèn)題的方法是

控制變量法

法．

Answer 1

分析：（1）本實(shí)驗(yàn)中要多次測(cè)量求平均值減小誤差，據(jù)此選擇實(shí)驗(yàn)器材．
（2）伏安法測(cè)電阻是指用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓，用電流表測(cè)出通過(guò)電阻的電流，根據(jù)R=

U

I

求出被測(cè)電阻的阻值，再與電源和開(kāi)關(guān)組成電路即可；根據(jù)電阻兩端分得的最大電壓確定電壓表的量程，且與電阻并聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流確定電流表的量程且與電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，據(jù)此連接實(shí)物圖．
（3）探究電流與電壓、電阻的關(guān)系時(shí)，要用到控制變量法，把握表一、表二中數(shù)據(jù)的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)是得出結(jié)論的入手點(diǎn)．在電路中要利用滑動(dòng)變阻器來(lái)控制定值電阻兩端的電壓的變與不變．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)中除了所給的器材，還要用到保護(hù)電路和改變電阻兩端電壓達(dá)到多次測(cè)量求平均值減小誤差的滑動(dòng)變阻器．

（2）電壓表與電阻并聯(lián)，電流表與電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，再與開(kāi)關(guān)和電源組成電路即可，電路圖如下圖所示：
電阻兩端分得的最大電壓為6V，所以電壓表的量程為0～15V，且與電阻并聯(lián)；電路中的最大電流

6V

5Ω

=1.2A，所以電流表的量程為0～3A，且與電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（4）在表一中：導(dǎo)體的電阻10Ω一定，導(dǎo)體兩端的電壓從1V到2V再到3V，相對(duì)應(yīng)的，導(dǎo)體中的電流從0.1A到0.2A再到0.3A．電壓增加幾倍，電流也增加幾倍，故得結(jié)論：在電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比．
在表二中：導(dǎo)體兩端的電壓2V一定，導(dǎo)體的電阻從5Ω到10Ω，再到20Ω，相對(duì)應(yīng)的，導(dǎo)體中的電流從0.4A到0.2A再到0.1A，電阻增加幾倍，電流變?yōu)樵瓉?lái)的幾分之一倍，故得結(jié)論：在電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比．
（5）研究一個(gè)物理量與多個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，要用到控制變量法．
故答案為：（1）滑動(dòng)變阻器；（2）如上圖所示；（4）在電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比；在電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比；（5）控制變量法．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)物電路圖的連接和利用控制變量法得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，關(guān)鍵是明白此實(shí)驗(yàn)的原理和控制變量法的應(yīng)用．