Question

欧姆坚持不懈的探索精神，激发了同学们的学习热情，忠民和勇胜为探究小明提出的问题，设计如图所示电路，并准备了充足的实验器材．

（1）为完成探究，应该改变电压，观察电流的变化．请写出两种（不同角度）改变定值电阻两端电压的方法．
（2）忠民按设计好的电路进行实验，收集数据如下表（R为定值电阻）：

次  数	1	2	3
电流I/A	0.2	0.4	0.6
电压U/V	1.0	2.0	3.0

请根据表中数据，写出实验结论______．
（3）勇胜在连接电路时，误将电压表与滑动变阻器并联，在实验中收集数据如下表（电源电压已知且不变）：

次  数	1	2	3	4	5
电流I/A	0.16	0.24	0.32	0.40	0.48
电压U/V	2.2	1.8	1.4	1.0	0.6

问题：①按勇胜的实验也能得出正确结论，请写出得出正确结论的办法．
②实验中操作失误，往往是新收获的契机．请写出本实验操作过程中，滑动变阻器的电功率，随着它连入电路中电阻值的变化是如何变化的？

Answer 1

【答案】分析：（1）在探究电流与电压的关系实验中，要保持电阻不变，改变电阻两端电压，研究电流与电压的对应规律．其中改变电压有两种方法：一是改变电源电压，如改变串联的干电池的节数或调节学生电源的档位；二是调节滑动变阻器滑片，改变滑动变阻器接入电路的电阻大小，从而使电阻两端电压发生变化．
（2）根据实验数据总结结论，要明确实验目的，控制的物理量，变化的物理量的变化规律研究探究对象的变化规律，由此得到实验结论．
（3）①电压表与滑动变阻器并联，测量的是滑动变阻器两端电压，已知电源电压且不变，用电源电压减去电压表示数，就是电阻两端电压；串联电路电流处处相等，研究电源电压与滑动变阻器两端电压之差的变化规律和相应的电流的变化规律，就能得出正确结论．
②滑动变阻器两端电压随接入电路的电阻的减小而减小．分别计算第1、3、5次的电功率就能得出变化的规律．
解答：解：
（1）方法1：改变串联电池组的节数；
方法2：改变滑动变阻器接入电路的电阻的阻值大小．
（2）已知电阻阻值一定，从左到右，电压成倍增大，电流也成倍增大，并且电流增大的倍数与电压增大的倍数相同．
所以实验结论为：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比．
（3）①：用电源电压减去滑动变阻器两端电压，得出定值电阻两端电压．记录每次的电流与定值电阻两端的电压，比较两者的变化规律，得出结论．
②在第一组滑动变阻器的功率为P₁=U₁I₁=2.2V×0.16A=0.352W；
在第三组滑动变阻器的功率为P₃=U₃I₃=1.4V×0.32A=0.448W；
在第五组滑动变阻器的功率为P₅=U₅I₅=0.6V×0.48A=0.288W．
所以实验结论是：滑动变阻器连入电路中的电阻值减小时，其电功率先增大后减小．
故答案为：
（1）方法1：改变串联电池组的节数；
方法2：改变滑动变阻器接入电路的电阻的阻值大小；
（2）在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；
（3）滑动变阻器连入电路中的电阻值减小时，其电功率先增大后减小．
点评：最后一问之所以电功率先增大后减小，是因为滑动变阻器两端电压减小时，通过的电流是增大的，所以不能简单地从电压或电流一方面判断功率变化．