题目内容

“控制变量法”与“表格法”是物理科学探究过程中常用的方法，某同学在探究电流与电压和电阻的关系的实验中，得到下列两组数据：
表一
电阻（Ω） 电压（V） 电流（A）
5 2 0.4
4 0.8
6 1.2
表二
电压（V） 电阻（Ω） 电流（A）
4 5 0.8
10 0.4
20 0.2
（1）分析表一所得数据可以得到的结论是：在电阻一定的情况下，导体中的电流与导体两端的电压成
正比
正比
；（选填“正比”、“反比”）
（2）分析表二所得数据可以得到的结论是：在电压一定的情况下，导体中的电流与导体的电阻成
反比
反比
．（选填“正比”、“反比”）
分析：在探究电流跟电压、电阻关系时，应采用控制变量法进行研究．即电阻不变时，研究电流与电压之间的关系；电压不变时，研究电流与电阻之间的关系．
解答：解：（1）由表一中的数据可知，电阻的阻值不变时，通过电阻电流的变化倍数和其两端电压变化倍数相等，
故可得出结论是：在电阻一定的情况下，导体中的电流与导体两端的电压成正比；
（2）由表二中的数据可知，电阻两端的电压不变时，通过电阻电流的变化倍数与电阻阻值变化倍数的倒数相等，故可得出结论是：在电压一定的情况下，导体中的电流与导体的电阻成反比．
故答案为：（1）正比；（2）反比．
点评：本题考查了电流跟电压、电阻的关系，在研究时采用控制变量法，控制变量法和转换法是物理研究中最常用的方法，要熟练掌握．
练习册系列答案
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（2011?贵阳）小豫在公园里看到一个小孩在荡秋千．她发现无论小孩的秋千摆荡得高还是低，来回摆动一交的时间好像并没有不同；当小孩离开后，秋千继续摆动的快慢似乎和有人时也相’同．那么秋千来回摆动一次的时间会受什么因素影响呢？她做出了以下猜想：
A．可能与秋千摆动的幅度有关；
B．可能与秋千和人的质量有关；
C．可能与秋千吊绳的长度有关．
她决定用单摆来模拟秋千，探究单摆来回摆动一次的时间与什么因素有关，于是她准备了不同质量的小铁球、细线、刻度尺、铁架台等器材．实验装置如图甲所示．
（1）实验器材中还应该有：
秒表
秒表
．
实验次数 摆幅（m） 小球质量（kg） 摆长（m） 时间（s）
1 0.1 0.03 0.8 1.8
2 0.1 0.04 0.8 1.8
3 0.2 0.04 0.8 1.8
4 0.2 0.04 1 2.0
（2）小豫完成了实验并将数据记入上表，分析数据可知：单摆来回摆动一次的时间只与
摆长
摆长
有关，该实验所用的科学探究方法是：
控制变量法
控制变量法
．
（3）在摆线悬挂点O的正下方固定一铁钉P，将摆球从A点释放，摆线碰到铁钉后摆球仍能继续摆动，到达B点后再摆回，如此往复，如图乙所示．若摆长为0.8m，则单摆在A、B两点间来回摆动一次所需时间应
小于
小于
1.8s（选填：“大于”、“小于”或“等于”）．
（4）不计空气阻力及线与铁钉的摩擦．摆球到达的A、B两点是否在同一水平线上？
是
是
（选填：“是”或“不是”）．原因是：
根据条件可知，摆球在摆动过程中机械能守恒，A、B两点均为最高点，即重力势能相等，所以所处高度相同（或在同一水平线上）
根据条件可知，摆球在摆动过程中机械能守恒，A、B两点均为最高点，即重力势能相等，所以所处高度相同（或在同一水平线上）
．
人类在探索自然规律的过程中，总结出了许多科学研究方法，如：“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“转换法”、“理想模型法”、“科学推理法”等．
（1）下面是初中物理中的几个研究实例：①研究通过导体电流与导体的电阻的关系时，让导体两端的电压保持不变；②研究磁场时，引入“磁感线”；③研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变；④研究电流时，把电流比作水流．其中，采用了相同研究方法的是
B
B

A．①和②B．①和③
C．②和④D．③和④
（2）下面的几幅图运用了
类比
类比
的方法说明分子也具有动能和势能．

（3）在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中．同学们提出了下列几种猜想：
猜想1：电阻可能与导体的长度有关；
猜想2：电阻可能与导体的横截面积有关；
①根据你掌握的电学知识，你认为猜想3：电阻还与
导体的材料
导体的材料
有关．
序号 材料 长度 横截面积
1 锰铜合金丝 L S
2 镍铬合金丝 L S
3 镍铬合金丝 L 2S
4 镍铬合金丝 2L S
②小明设计了如图所示的电路图，在A、B间接入下表中待研究的电阻丝（电阻丝用电阻符号表示），电源电压U恒定．

若电阻受温度的影响可以忽略，要探究猜想1，应该控制
材料
材料
和
横截面积
横截面积
不变；要探究猜想2，应该选用电阻丝
2
2
和电阻丝
3
3
（填电阻丝的序号）进行对比实验．
③甲同学也利用以上的电路和电阻丝对猜想2进行了探究．甲同学的实验探究如下：
实验：先在A、B间接入电阻丝2，闭合开关S，记录电流表的示数为I1；然后在A、B间接入电阻丝4，闭合开关S，记录电流表的示数为I2；发现：I1≠I2．
分析：由于电阻丝2和4的横截面积不变，而两种情况下电路中电流的大小不等，所以电阻与导体的横截面积无关．
结论：猜想2是错误的．
对甲同学的实验探究，你认为他的实验方法是
错误
错误
（正确/错误）的，请具体指出他的错误是：
研究电阻与导体的横截面积的关系却控制了横截面积不变
研究电阻与导体的横截面积的关系却控制了横截面积不变
，根据他的实验和他的分析思路还可得出：
电阻与导体的材料无关
电阻与导体的材料无关
的结论，这个结论是
错误
错误
（正确/错误）的．
下表是某实验小组同学做“研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的实验记录．
实验序号 接触面的材料 压力F/N 滑动摩擦力f/N
1 木块与木板 4 0.8
2 木块与木板 6 1.2
3 木块与毛巾 6 2.5
（1）分析比较序号1与2的实验数据，可得出的结论是
接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大
接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大
．
（2）分析比较序号
2和3
2和3
的实验数据，可得出的结论是：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．
（3）上述研究物理问题的方法叫
控制变量法
控制变量法
．
张强同学研究导体中的电流跟导体两端的电压、导体电阻的关系实验时，得到的两组数据如下表所示，从表中可以看出，他研究问题的方法是：先使电阻保持不变，研究电流和
电压
电压
的关系，然后再使
电压
电压
保持不变，研究电流和
电阻
电阻
的关系；这种研究问题的方法称为
控制变量法
控制变量法
，该实验的结论是：
R=10Ω 实验次数 1 2 3
电压U/V 1 2 3
电流I/A 0.1 0.2 0.3
U=3V 实验次数 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.6 0.3 0.2
（1）
电阻一定时，电流与电压成正比
电阻一定时，电流与电压成正比
；（2）
电压一定时，电流与电阻成反比
电压一定时，电流与电阻成反比
．
在学习二胡、琵琶演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行研究．经过和同学们讨论，提出了以下可能影响琴弦音调高低的因素：
猜想一  琴弦的横截面积．
猜想二  琴弦的长短．
猜想三  琴弦的材料．
为了验证猜想是否正确，他们找了9种规格的琴弦（见表）．因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验．
编号 材料 长度
（cm）		 横截面积
（mm2）
A 铜 60 0.76
B 铜 60 0.89
C 铜 60 1.02
D 铜 80 0.76
E 铜    
F 铜 100 0.76
G 钢 80 1.02
H 尼龙 80 1.02
I 尼龙 100 1.02
（1）为了验证猜想一，应选用编号为
A、B、C
A、B、C
的琴弦进行实验；为了验证猜想二，应选用编号为
A、D、F
A、D、F
的琴弦进行实验．表中有的材料规格还没填全，为了验证猜想三，必须知道该项内容，该表中所缺的数据分别为
80
80
和
1.02
1.02
．
（2）随着实验的进行，小华又觉得琴弦音调的高低，可能还与琴弦的松紧度有关，为了验证这一点应进行的操作是
取任意编号的一种琴弦，调整其松紧程度，用相同的力拨动琴弦，比较音调的高低
取任意编号的一种琴弦，调整其松紧程度，用相同的力拨动琴弦，比较音调的高低

（3）实验中用到的物理学研究方法是
控制变量法
控制变量法
．

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