Question

【題目】【探究名稱】在探究通過導體的電流跟導體兩端電壓的關系實驗中

【提出問題】老師在學生們連接的簡單的電路中接入了一個“神秘盒”后，如圖23所示，閉合開關，小燈泡變得更亮了，接著老師又對盒內的某個元件進行操作后燈卻慢慢變暗了。針對此現象小明想小燈泡先變得更亮是因為老師在“神秘小盒”內接有 ，小燈泡后來變暗則是老師對盒內的 進行了操作，才使得小燈泡中的電流發生了變化。于是他想：電路中的電流受電壓和電阻的影響，那么電流與電壓、電阻究竟有什么樣的關系呢？

【進行猜想】在老師的啟發和引導下，同學們作出了如下兩個猜想：

猜想一：導體中的電流可能與導體兩端的電壓成正比。

猜想二：導體中的電流可能與導體的電阻成反比。

【設計并進行實驗】

為了探究導體中的電流與導體兩端電壓的關系，應控制 不變。小宇利用如圖24所示的電路，通過改變干電池節數的辦法獲得多組數據。小杰利用圖25所示的電路通過調節滑動變阻器的滑片也獲得了多組數據如下表所示。

R1=5Ω			R2=10Ω			R3=20Ω
實驗序號	電壓U/V	電流I/A	實驗序號	電壓U/V	電流I/A	實驗序號	電壓U/V	電流I/A[
1	1	0.20	4	1	0.10	7	1	0.05
2	2	0.40	5	2	0.20	8	2	0.10
3	3	0.60	6	3	0.30	9	3	0.15[

【分析與論證】略

【評估】（1）小宇與小杰的方案相比， 方案好些，原因是 。（寫出一點即可）

（2）小杰利用三個電阻分別進行三次實驗的目的是 。

（3）圖甲是小杰利用電阻 （選填R1、R2或R3）的實驗數據畫出的圖象；乙是利用上表中實驗序號 的數據畫出的圖象。

Answer 1

【答案】【提出問題】電源 滑動變阻器；【設計并進行實驗】電阻；【評估】（1）小杰 操作簡單 （2）為了找尋普遍規律 （3）R2 2、5、8

【解析】

試題分析：【提出問題】老師上課時在如圖所示的電路中接入了一個“神秘盒”后，小燈泡變亮了，接著老師對盒內的某個元件進行操作后燈卻變暗了，而滑動變阻器可以改變電路中電流的大小，因此“神秘盒”內放有滑動變阻器，燈泡變暗，是因為將改變了滑動變阻器滑片的位置，使滑動變阻器接入電路中的電阻變大。

【設計并進行實驗】導體中的電流與導體兩端的電壓和導體的電阻有關，根據控制變量法可知，當探究導體中的電流與導體兩端電壓的關系時，需控制電阻不變。

【評估】

（1）小杰同學在電路中串聯了一個滑動變阻器，可以方便的利用改變滑動變阻器接入電路的阻值進行多次測量，而小宇同學需要一直更換電源才能做到多次測量，比較麻煩，因此小杰的方案好些，主要是因為操作簡單．

（2）本實驗中，測量多組數據的目的是避免偶然性得出普遍適用的電流與電阻之間的規律，所以小杰利用三個電阻分別進行三次實驗的目的是為了尋找規律．

（3）從圖甲中可以看出，當電阻兩端電壓為3V時，通過的電流為0.3A，因此電阻的阻值為R=U/I=3V/0.3A=10Ω，故圖甲是小杰利用電阻R2 的實驗數據畫出的圖象．

從圖26乙中可以看出，當導體的電阻為5Ω時，通過的電流為0.4A，則電阻兩端的電壓為U=IR=0.4A×5Ω=2V，因此所選的實驗次數為2、5、8