Question

小红按如图所示的电路探究“导体中的电流跟导体电阻的关系”．她不断改变电阻箱R的阻值，并将电阻值以及对应的电流表的示数记录在表1中．分析表1中的数据可知：电路中的电流I跟电阻R不是反比关系，这一结论与欧姆定律不一致．请你帮助小红分析：
表1：

次数	R/Ω	I/A
1	5	0.6
2	10	0.4
3	15	0.3

表2：

次数	R/Ω	I/A
1	5	0.6
2	10
3	15

（1）结论与欧姆定律不一致的原因是

 

．
（2）要得到与欧姆定律一致的结论，你如何帮助小红改进这个电路？

 

；
这样改进的目的是

 

．
（3）改进实验后，把符合要求的数据填写在表2中的空格内．

Answer 1

分析：（1）电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比，在研究电流跟电阻的关系时一定保持电压不变，否则不会得到电流跟电阻成反比；
（2）当更换电阻时，电阻两端的电压也会变化，为了保证电阻两端的电压不变，实验中必须使用滑动变阻器，通过移动滑片保持电压表示数不变；
（3）根据第1次数据计算出电压，电压不变，根据I=

U

R

分别计算出第2、3次的电流．

解答：解：（1）电阻由5Ω-10Ω-20Ω，电阻变为原来的2倍、4倍，电流不是减小为原来的

1

2

、

1

4

，由数据不能得到电流跟电阻成反比，这与欧姆定律不相符，原因是没有保持电阻箱R两端的电压不变．
（2）他在改变电阻箱R的阻值时，R两端的电压也随之变化，此时电压和电阻都变化，测得的电流值的变化就说不清是哪个因素的变化引起的，没有用控制变量法，所以得出的结论是不准确的．应该把电阻R₀去掉或R₀换成滑动变阻器或在电路中串联一个滑动变阻器，目的是控制电阻R两端的电压不变．
（3）第1次电阻两端电压为U=RI=5Ω×0.6A=3V，根据电阻两端的电压不变，结合欧姆定律，
第2次电流I=

U

R

=

3V

10Ω

=0.3A，
第3次电流I=

U

R

=

3V

15Ω

=0.2A．
故答案为：（1）没有保持电阻箱R两端的电压不变；
（2）把电阻R₀去掉（或R₀换成滑动变阻器或在电路中串联一个滑动变阻器）、控制电阻R两端的电压不变；
（3）0.3、0.2．

点评：在探究一个物理量与多个因素关系的实验中，实验中通常采用控制变量法，在实验中必须明确哪是变量，哪是不变量．