Question

（2013?武漢模擬）小強同學觀察到一些電學現象：小燈泡兩端的電壓越大，通過燈絲的電流越大，燈泡越亮；電源電壓一定時，電路中的電阻增大，電路中的電流就變小…．小強猜想：通過導體中的電流的大小與導體兩端的電壓和導體的電阻有關．請你幫助小強完成這個探究實驗：
（1）選擇的器材：電源、開關、三個阻值不同的電阻（5Ω、10Ω、20Ω），導線若干，電流表及電壓表各一塊，還需要

滑動變阻器

．
（2）請畫出電路圖并按電路圖將圖中的各元件連接起來；
（3）測量的步驟及數據：①按電路圖連接電路．②首先把10Ω的電阻連入電路，滑動滑動變阻器的滑片，改變R₁兩端的電壓，測得三組數據如表一所示；③分別把三個阻值不同的電阻連入電路，調節滑動變阻器的滑片，始終保持每個電阻連端的電壓為2V，測得三組數據如表二所示．
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）分析與結論：分析表一得出的結論是：

在電阻一定時，電流與電壓成正比

；
分析表二得出的結論是：

在電壓一定時，電流與電阻成反比

．
（5）這種研究問題的方法是

控制變量法

法．

Answer 1

分析：（1）本實驗中要多次測量求平均值減小誤差，據此選擇實驗器材．
（2）伏安法測電阻是指用電壓表測出電阻兩端的電壓，用電流表測出通過電阻的電流，根據R=

U

I

求出被測電阻的阻值，再與電源和開關組成電路即可；根據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，根據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，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中，據此連接實物圖．
（3）探究電流與電壓、電阻的關系時，要用到控制變量法，把握表一、表二中數據的相同點與不同點是得出結論的入手點．在電路中要利用滑動變阻器來控制定值電阻兩端的電壓的變與不變．

解答：解：（1）實驗中除了所給的器材，還要用到保護電路和改變電阻兩端電壓達到多次測量求平均值減小誤差的滑動變阻器．

（2）電壓表與電阻并聯，電流表與電阻串聯，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中，再與開關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；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，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中，如下圖所示：

（4）在表一中：導體的電阻10Ω一定，導體兩端的電壓從1V到2V再到3V，相對應的，導體中的電流從0.1A到0.2A再到0.3A．電壓增加幾倍，電流也增加幾倍，故得結論：在電阻一定時，電流與電壓成正比．
在表二中：導體兩端的電壓2V一定，導體的電阻從5Ω到10Ω，再到20Ω，相對應的，導體中的電流從0.4A到0.2A再到0.1A，電阻增加幾倍，電流變為原來的幾分之一倍，故得結論：在電壓一定時，電流與電阻成反比．
（5）研究一個物理量與多個因素的關系時，要用到控制變量法．
故答案為：（1）滑動變阻器；（2）如上圖所示；（4）在電阻一定時，電流與電壓成正比；在電壓一定時，電流與電阻成反比；（5）控制變量法．

點評：本題考查了實物電路圖的連接和利用控制變量法得出實驗結論，關鍵是明白此實驗的原理和控制變量法的應用．