Question

20．小紅和小清在探究“電流與電壓和電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)
（1）小明探究“電流與電壓的關(guān)系”，該實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器的作用除了保護(hù)電路外，其作用主要是改變電阻兩端的電壓．
（2）實(shí)驗(yàn)中，所測的數(shù)據(jù)如表一所示，由表一數(shù)據(jù)可得：在電阻一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比．
表一：

R=10Ω	電壓U/V	1.5	2	2.5
	電流I/A	0.15	0.2	0.25

表二：

U=2V	電阻R/Ω	5	10	20
	電流I/A	0.4	0.2	0.1

（3）小強(qiáng)探究“電流與電阻的關(guān)系”，所測的數(shù)據(jù)如表二所示：
①請依據(jù)表格和電路圖分析，將AB間電阻由5Ω換成10Ω，閉合開關(guān)S進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)向右（選填“左”或“右”）移動滑動變阻器滑片P，使電壓表的示數(shù)保持2V不變；
②由表二數(shù)據(jù)可得：在電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
（4）綜上所述，歐姆定律的表達(dá)式為：I=$\frac{U}{R}$．

Answer 1

分析 （1）在研究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系時，要保持導(dǎo)體的電阻不變，利用滑動變阻器來改變導(dǎo)體兩端的電壓．
（2）根據(jù)控制變量法的思想分析表中電壓值和電流值的變化情況，從而得出電流隨電壓的變化關(guān)系．
（3）①在探究電流與電阻之間的關(guān)系時應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，將AB間電阻由5Ω換成10Ω時電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，滑動變阻器兩端的電壓變小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知定值電阻兩端的電壓變大，為保持定值電阻兩端的電壓不變，應(yīng)減小電路中的電流，增大滑動變阻器接入電路的電阻．
②根據(jù)控制變量法的思想分析表中電阻值和電流值的變化情況，從而得出電流隨電阻的變化關(guān)系．
（4）電阻一定，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；電壓一定，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器的作用除了保護(hù)電路外，其主要作用是改變電阻兩端的電壓．
（2）從表一數(shù)據(jù)可以看出，電阻一定值，電阻兩端的電壓增大為原來的幾倍，通過電阻的電流也跟著增大為原來的幾倍，故可得結(jié)論：電阻一定時，導(dǎo)體中的電流與其兩端的電壓成正比．
（3）①探究電流與電阻之間的關(guān)系時，應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓2V不變；將AB間電阻由5Ω換成10Ω時，電路中的電流變小，滑動變阻器兩端的電壓變大，電壓表的示數(shù)變小，為保持定值電阻兩端的電壓不變，因減小電路中的電流，增大滑動變阻器接入電路的電阻，即滑片向右移動．
②由表二所示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在電壓不變時，電流與電阻的乘積是定值，即電流與電阻成反比，由此可得：在電壓一定時，電流與電阻成反比．
（4）綜上所述，在電壓不變時，電流與電阻的乘積是定值，即電流與電阻成反比，
由此可得：在電壓一定時，電流與電阻成反比，歐姆定律的表達(dá)式為：I=$\frac{U}{R}$．
故答案為：（1）改變電阻兩端的電壓；（2）電阻；正；（3）①右；2；②電壓；反；（4）I=$\frac{U}{R}$．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵：一是知道滑動變阻器在本實(shí)驗(yàn)中的作用和使用，二是會根據(jù)控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論．