Question

小紅按如圖所示的電路探究“導體中的電流跟導體電阻的關系”．她不斷改變電阻箱R的阻值，并將電阻值以及對應的電流表的示數記錄在表1中．分析表1中的數據可知：電路中的電流I跟電阻R不是反比關系，這一結論與歐姆定律不一致．請你幫助小紅分析：
表1：

次數	R/Ω	I/A
1	5	0.6
2	10	0.4
3	15	0.3

表2：

次數	R/Ω	I/A
1	5	0.6
2	10
3	15

（1）結論與歐姆定律不一致的原因是

 

．
（2）要得到與歐姆定律一致的結論，你如何幫助小紅改進這個電路？

 

；
這樣改進的目的是

 

．
（3）改進實驗后，把符合要求的數據填寫在表2中的空格內．

Answer 1

分析：（1）電壓一定時，導體中的電流跟導體的電阻成反比，在研究電流跟電阻的關系時一定保持電壓不變，否則不會得到電流跟電阻成反比；
（2）當更換電阻時，電阻兩端的電壓也會變化，為了保證電阻兩端的電壓不變，實驗中必須使用滑動變阻器，通過移動滑片保持電壓表示數不變；
（3）根據第1次數據計算出電壓，電壓不變，根據I=

U

R

分別計算出第2、3次的電流．

解答：解：（1）電阻由5Ω-10Ω-20Ω，電阻變為原來的2倍、4倍，電流不是減小為原來的

1

2

、

1

4

，由數據不能得到電流跟電阻成反比，這與歐姆定律不相符，原因是沒有保持電阻箱R兩端的電壓不變．
（2）他在改變電阻箱R的阻值時，R兩端的電壓也隨之變化，此時電壓和電阻都變化，測得的電流值的變化就說不清是哪個因素的變化引起的，沒有用控制變量法，所以得出的結論是不準確的．應該把電阻R₀去掉或R₀換成滑動變阻器或在電路中串聯一個滑動變阻器，目的是控制電阻R兩端的電壓不變．
（3）第1次電阻兩端電壓為U=RI=5Ω×0.6A=3V，根據電阻兩端的電壓不變，結合歐姆定律，
第2次電流I=

U

R

=

3V

10Ω

=0.3A，
第3次電流I=

U

R

=

3V

15Ω

=0.2A．
故答案為：（1）沒有保持電阻箱R兩端的電壓不變；
（2）把電阻R₀去掉（或R₀換成滑動變阻器或在電路中串聯一個滑動變阻器）、控制電阻R兩端的電壓不變；
（3）0.3、0.2．

點評：在探究一個物理量與多個因素關系的實驗中，實驗中通常采用控制變量法，在實驗中必須明確哪是變量，哪是不變量．