Question

16．某同學用如圖所示的電路研究通過導體的電流與電壓和電阻的關(guān)系．他保持電源電壓和電阻箱R₁的阻值不變，移動滑動變阻器R₂的滑片P，測得的電流、電壓如表1所示；然后他不再移動滑動變阻器R₂的滑片P，僅改變電阻箱R₁的阻值，測得相應的電流值，如表2所示．
表1

次數(shù)	U1/V	I/A
1	1.0	0.20
2	1.5	0.30
3	2.0	0.40

表2

次數(shù)	R1/Ω	I/A
1	3.0	0.50
2	6.0	0.33
3	9.0	0.25

（1）分析表1中的數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是：電阻一定時，電流與電壓成正比．
（2）表1中的第1次實驗完成后要想得到第2次實驗數(shù)據(jù)，應將圖甲中的滑片向左（左/右）移動．
（3）實驗過程中，若電阻箱斷路，電壓表有（有/無）示數(shù)．
（4）分析表2中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電流與電阻不成反比，原因可能是：沒有控制電壓不變．
（5）在探究電流與電阻關(guān)系時，用電阻箱代替定值電阻做實驗的好處是：不需要多次改接電路（不需要多次更換不同阻值的電阻）．

Answer 1

分析 （1）對表1中的數(shù)據(jù)進行分析可得出的結(jié)論；
（2）根據(jù)題意和表1可知，R₁的阻值不變，從第1次實驗到第2次實驗，電流增大，根據(jù)歐姆定律可知，電路總電阻應減小，故變阻器接入電路的阻值應減小，需將滑動變阻器滑片向左移動；
（3）若電阻箱斷路，則電壓表的兩接線柱與電源兩極相連，有電流通過電壓表，故電壓表有示數(shù)；
（4）探究電流跟電阻的關(guān)系時，采用控制變量法，應保持定值電阻兩端的電壓一定；根據(jù)表2數(shù)據(jù)計算電阻兩端的電壓，看有沒有保持定值電阻兩端的電壓一定；
（5）用電阻箱代替定值電阻做實驗的好處是不需要多次改接電路；

解答 （1）分析表1中的數(shù)據(jù)可以看出，導體中的電流隨電壓的增大而增大，并且成倍數(shù)的增大，故得出的結(jié)論是：電阻一定時，電流與電壓成正比．
（2）根據(jù)題意和表1數(shù)據(jù)可知，R₁的阻值不變，從第1次實驗到第2次實驗，電流增大，根據(jù)歐姆定律可知，電路總電阻應減小，故滑動變阻器接入電路的阻值應減小，需將滑動變阻器滑片向左移動；
（3）若電阻箱斷路，則電壓表的兩接線柱與電源兩極相連，有電流通過電壓表，故電壓表有示數(shù)；
（4）由表2可知，當R₁=3Ω時，I=0.5A，則定值電阻兩端的電壓U₁=IR₁=0.5A×3Ω=1.5V；
當R₁′=6Ω時，I′=0.33A，則定值電阻兩端的電壓U₁′=I′R₁′=0.33A×6Ω=1.98V；
顯然定值電阻兩端的電壓發(fā)生了變化，而本實驗需要控制定值電阻兩端的電壓不變，故實驗中存在的問題是沒有控制定值電阻兩端的電壓不變；
（5）在探究電流與電阻關(guān)系時，需要多次更換不同阻值的定值電阻做實驗，需要多次改接電路，用電阻箱代替定值電阻做實驗時，不需要多次改接電路，這是它的好處．
故答案為：（1）電阻一定時，電流與電壓成正比；（2）左；（3）有；（4）沒有控制電壓不變；（5）不需要多次改接電路（不需要多次更換不同阻值的電阻）

點評 本題是探究“通過導體的電流與電壓和電阻的關(guān)系”實驗，主要考查了學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)歸納得出結(jié)論的能力，解決本題的關(guān)鍵是利用控制變量法分析變量和不變量．