Question

6．某同學(xué)用如圖所示的電路驗(yàn)證在電壓不變時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比的關(guān)系．
先后用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω和50Ω六個定值電阻接入電路的a、b兩點(diǎn)間，閉合開關(guān)S，讀出電流表示數(shù)填入下表．由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出電流與電阻不成反比．

R/Ω	5	10	15	20	30	50
I/A	0.4	0.3	0.24	0.2	0.15	0.1

（1）請分析發(fā)生錯誤的原因．
（2）請你仍然用以上六個定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證“在導(dǎo)體兩端電壓不變時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比”，請?jiān)O(shè)計(jì)一種方法，畫出電路圖，簡要寫出實(shí)驗(yàn)步驟．（可以按需要添加器材）

Answer 1

分析 （1）在研究電流與電阻關(guān)系時，控制電壓一定的方法是：串聯(lián)一個滑動變阻器，在更換定值電阻后，調(diào)節(jié)滑片，使定值電阻兩端的電壓保持一定．如果實(shí)驗(yàn)中更換了定值電阻后，沒有調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，定值電阻兩端的電壓就會發(fā)生變化，這樣電流與電阻就不成反比了．
（2）滑動變阻器在實(shí)驗(yàn)中的作用是使定值電阻兩端的電壓保持一定，所以要把滑動變阻器與定值電阻串聯(lián)；電壓表并聯(lián)在電阻兩端，據(jù)此分析步驟．

解答 解：（1）電阻由5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、50Ω，電阻變?yōu)樵瓉淼?、3、4、6、10倍，電流不是減小為原來的$\frac{1}{2}$、$\frac{1}{3}$、$\frac{1}{4}$、$\frac{1}{6}$、$\frac{1}{10}$等，所以由數(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a、b兩點(diǎn)間電壓發(fā)生變化，根據(jù)控制變量法可知：在研究電流與電阻關(guān)系時，沒有控制住變量電壓．
（2）驗(yàn)證在電壓不變時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)保持電阻兩端的電壓，只改變導(dǎo)體的電阻，觀察導(dǎo)體中的電流，故需要利用電壓表并聯(lián)在ab兩端；如圖：

步驟：換電阻的同時，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片位置，使定值電阻兩端電壓始終一定
答：（1）在研究電流與電阻關(guān)系時，沒有控制住變量電壓．
（2）如圖，換電阻的同時，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片位置，使定值電阻兩端電壓始終一定．

點(diǎn)評 本題考查研究電流與電壓阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)；研究電流與電壓關(guān)系時要控制電阻一定，研究電流與電阻關(guān)系時要控制電壓一定．研究電流與電壓關(guān)系時，控制電阻一定的方法是使用同一個定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，滑動變阻器串聯(lián)在電路中起的作用是改變定值電阻兩端的電壓和保護(hù)電路；研究電流與電阻的關(guān)系時，控制電壓一定的方法是，串聯(lián)一個滑動變阻器，調(diào)節(jié)滑片，滑動變阻器串聯(lián)在電路中起的作用是使定值電阻兩端的電壓保持一定和保護(hù)電路．