Question

如圖所示，小燈泡的額定電壓為3.8V，電阻大約為10Ω，電源電壓不大于3V．
（1）為了做“用滑動變阻器改變電流”的實驗，已將所用器材連成部分電路．若要求滑動變阻器的滑片P向右移動時，通過小燈泡中的電流變大，在下圖中補畫一根導線，組成符合要求的電路：

（2）為了做“測定小燈泡電阻”的實驗，請你再將電壓表接在小燈泡兩端（在上圖中補畫出導線）．在連成正確電路后閉合開關S，兩電表的指針位置如圖所示，則燈泡的電阻為

 

Ω．
（3）他們繼續用上圖所示裝置來探究電流跟電壓、電阻的關系．首先把2歐姆的電阻接入原來小燈泡的位置，調節變阻器，依次測得數據如表一．
表一

次數	電阻R=2Ω
	電壓（V）	電流（A）
1	1	0.5
2	1.6	0.8
3	2	1

表二

次數	電壓（V）	電流（A）
1（R=1Ω）	0.6	0.6
2（R=2Ω）	1	0.5
3（R=3Ω）	1.3	0.43

由表一可歸納出：在電阻不變的情況下，導體中的電流跟它兩端的電壓成

 

比．
然后研究電壓不變情況下電流與電阻的關系．其操作步驟是分別把1Ω、2Ω、3Ω的電阻接入原小燈泡的位置，立即閉合開關，記錄讀數如表二所示．
由表二中的實驗數據發現，通過導體的電流跟它的電阻不成反比，其原因可能是遺漏了重要的操作步驟．此步驟是

 

．
（4）在物理實驗探究中，我們經常要遇到某個因素受到多個其他因素影響的問題，一般采用變量控制法．例如：在上述實驗中

 

實驗就是用的這種方法．

Answer 1

分析：（1）滑動變阻器滑片右移，燈泡電流變大，電路總電阻減小，滑動變阻器連入電路的電阻變小，確定下面接入的接線柱，把滑動變阻器串聯在電路中．
（2）由燈泡的電源電壓確定電壓表的量程，電壓表與燈泡并聯，注意正負接線柱．
由燈泡的實際電壓和電阻，求電流，確定電流表的量程，電流表與燈泡串聯．
電壓表和電流表讀數：確定使用的量程，確定每一個大格和每一個小格各代表多少．
知道燈泡電壓和電流，根據R=

U

I

計算電阻．
（3）在電阻不變時，

U

I

的比值是定值，電流跟電壓成正比，否則不成正比．
由歐姆定律知，電壓一定時，電流跟電阻成反比，實驗發現，電流跟電阻不成反比，沒有控制好前提條件不變．
（4）電流跟電壓和電阻有關，探究電流跟電壓的關系，保持電阻不變，探究電流跟電阻的關系，保持電壓不變，這種方法是控制變量法．

解答：解：（1）滑動變阻器滑片右移，燈泡電流變大，電路電流變大，電路總電阻變小，滑動變阻器連入電路電阻變小，滑動變阻器接右半段，滑動變阻器選右下端接線柱串聯在電路中．
燈泡實際電流大約為：I=

U

R

=

3V

10Ω

=0.3A＜0.6A，電流表選擇0～0.6A量程，電流表與燈泡串聯，如圖（紅線連接）．
（2）電源電壓為3V，燈泡兩端最大電壓為3V，電壓表選擇0～3V量程，電壓表與燈泡并聯，電流從正接線柱流入，從負接線柱流出，如圖（綠線連接）．

電壓表選擇0～3V量程，每一個大格代表1V，每一個小格代表0.1V，電壓為1.8V，
電流表選擇0～0.6A量程，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流為0.2A，
所以R′=

U′

I′

=

1.8V

0.2A

=9Ω．
（3）由表一得：

U

I

=定值，所以在電阻一定時，電流跟電壓成正比．
探究電流跟電阻關系時，要保持電壓不變．
實驗時，分別把1Ω、2Ω、3Ω電阻接入原燈泡位置，立即閉合開關，原燈泡位置接入的電阻越大，分擔的電壓越大，沒有保持電阻兩端的電壓不變，所以得到電流跟電阻不成反比．
實驗時，應該把1Ω、2Ω、3Ω電阻接入原燈泡位置時，調節滑動變阻器滑片，使定值電阻兩端電壓相等．
（4）電流跟電壓和電阻同時有關，探究電流跟電壓、電流跟電阻的關系時，采用控制變量法．
故答案為：（1）如圖紅線連接；（2）如圖綠線連接；9；
（3）正；調節滑動變阻器的滑片，使定值電阻兩端的電壓相等；
（4）電阻不變時，研究電流與電壓的關系（或在電壓不變時，研究電流與電阻的關系）．

點評：（1）電壓表量程由電源電壓和燈泡電壓的最小值來確定．
電流表的量程根據額定電壓和電阻或額定電壓和額定功率來確定．
（2）本實驗實質上通過利用控制變量法，探究歐姆定律中電流跟電壓、電阻的關系．