Question

小明为探究电流与电压、电阻的关系设计了下面的实验步骤．步骤1：保持定值电阻R的阻值不变，闭合开关S后，改变R两端的电压，依次为2V、4V、6V，分别读出并记录对应于不同电压下的电流表示数，观察并比较每次电流表的示数的大小，并记入表格中．步骤2：保持每次定值电阻两端电压不变，换用不同的定值电阻，使电阻成整数倍的变化，如5Ω、10Ω、15Ω，分别读出并记录对应于不同阻值的电流表的示数，比较每次的电阻值与电流值的乘积是否相等．
（1）“步骤1”的设计目的是为了探究________；
（2）在“步骤1”中小明测得的数据如下表甲所示，请根据甲表中的数据在图乙中画出U-I图象．分析图象能得出结论：________．
（3）当在按“步骤2”操做，选一个“5Ω”的电阻时，测得电流表示数为0.2A，当换“10Ω”来做时，发现电流表的示数不是0.1A，（不考虑温度对电阻的影响），你认为电流表的读数将会是________（选填“大于”或“小于”）0.1A，为达到实验目的，应该移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为________V．

Answer 1

解：（1）步骤1中保持定值电阻R的阻值不变，改变R两端的电压，研究的是：电阻一定，电流与电压的关系
（2）U-I图象如右图；得出结论：电阻一定时，电流与电压成正比
（3）为了控制电压不变，必须使10Ω电阻两端的电压减小，就要求滑动变阻器连入的电阻变大、电路中的电流变小（当时的电流值大于0.1A），分压增大，使10Ω两端的电压减小为原来值U=0.2A×5Ω=1V
故答案为：（1）电阻一定，电流与电压的关系；（2）电阻一定时，电流与电压成正比；
（3）大于，1．
分析：（1）通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻两个因素有关，因此实验时要应用控制变量法，即：研究与电压的关系要保持电阻不变；研究与电阻的关系要保持电压不变；步骤1是为了探究当电压一定时电流与电阻的关系．
（2）由表中数据可知，电流随电压的增大而增大，并且成倍数的增大，即成正比．
（3）当换成10Ω的电阻时，分压增大，但为了控制电压不变，必须使10Ω电阻两端的电压减小，就要求滑动变阻器连入的电阻变大、电路中的电流变小，分压增大，使10Ω两端的电压减小为原来值U=0.2A×5Ω=1V
点评：探究电流与电压、电阻的关系时要采用控制变量法，如何控制变量是关键，特别是控制电压不变（研究电流与电阻的关系时）