Question

小紅按如圖所示的電路探究“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系”．她不斷改變電阻箱R的阻值，并將電阻值以及對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)記錄在表1中．分析表1中的數(shù)據(jù)可知：電路中的電流I跟電阻R不是反比關(guān)系，這一結(jié)論與歐姆定律不一致．請(qǐng)你幫助小紅分析：
表1：

次數(shù)	R/Ω	I/A
1	5	0.6
2	10	0.4
3	15	0.3

表2：

次數(shù)	R/Ω	I/A
1	5	0.6
2	10
3	15

（1）結(jié)論與歐姆定律不一致的原因是

 

．
（2）要得到與歐姆定律一致的結(jié)論，你如何幫助小紅改進(jìn)這個(gè)電路？

 

；
這樣改進(jìn)的目的是

 

．
（3）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后，把符合要求的數(shù)據(jù)填寫在表2中的空格內(nèi)．

Answer 1

分析：（1）電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比，在研究電流跟電阻的關(guān)系時(shí)一定保持電壓不變，否則不會(huì)得到電流跟電阻成反比；
（2）當(dāng)更換電阻時(shí)，電阻兩端的電壓也會(huì)變化，為了保證電阻兩端的電壓不變，實(shí)驗(yàn)中必須使用滑動(dòng)變阻器，通過移動(dòng)滑片保持電壓表示數(shù)不變；
（3）根據(jù)第1次數(shù)據(jù)計(jì)算出電壓，電壓不變，根據(jù)I=

U

R

分別計(jì)算出第2、3次的電流．

解答：解：（1）電阻由5Ω-10Ω-20Ω，電阻變?yōu)樵瓉淼?倍、4倍，電流不是減小為原來的

1

2

、

1

4

，由數(shù)據(jù)不能得到電流跟電阻成反比，這與歐姆定律不相符，原因是沒有保持電阻箱R兩端的電壓不變．
（2）他在改變電阻箱R的阻值時(shí)，R兩端的電壓也隨之變化，此時(shí)電壓和電阻都變化，測(cè)得的電流值的變化就說不清是哪個(gè)因素的變化引起的，沒有用控制變量法，所以得出的結(jié)論是不準(zhǔn)確的．應(yīng)該把電阻R₀去掉或R₀換成滑動(dòng)變阻器或在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，目的是控制電阻R兩端的電壓不變．
（3）第1次電阻兩端電壓為U=RI=5Ω×0.6A=3V，根據(jù)電阻兩端的電壓不變，結(jié)合歐姆定律，
第2次電流I=

U

R

=

3V

10Ω

=0.3A，
第3次電流I=

U

R

=

3V

15Ω

=0.2A．
故答案為：（1）沒有保持電阻箱R兩端的電壓不變；
（2）把電阻R₀去掉（或R₀換成滑動(dòng)變阻器或在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器）、控制電阻R兩端的電壓不變；
（3）0.3、0.2．

點(diǎn)評(píng)：在探究一個(gè)物理量與多個(gè)因素關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)中通常采用控制變量法，在實(shí)驗(yàn)中必須明確哪是變量，哪是不變量．