Question

3．某同学按如图所示的电路，研究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻间的关系，若保持电源电压的大小和电阻箱R₁的阻值不变，移动滑动变阻器R₂的金属滑片P，可测得不同的电流、电压值，如表1所示．然后，他又改变电阻箱R₁的阻值，测得相应的电流值，如表2所示．
（1）分析表1中数据可知：在电阻一定时，电流与电压成正比．
（2）分析表2中数据据可知：电流与电阻不成（成/不成）反比，这与欧姆定律不符（相符/不符），其原因没有控制R₁两端的电压不变．
表1

实验序号	U1/V	I/A
①	1	0.2
②	1.5	0.3
③	2	0.4

表2

实验序号	R1/Ω	I/A
①	3	0.5
②	6	0.33
③	9	0.25

（3）知道原因后，他在表2中正确记录下第一组数据后，将电阻箱调到6Ω时，这时他应将滑动变阻器滑片向右移，直到电压表示数为1.5V为止．同理完成第三组数据．

Answer 1

分析 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．

解答 解：
（1）由表1数据可以看出，导体中的电流随电压的增大而增大，并且成倍数的增大，所以得出的结论是：在电阻一定时，电流与电压成正比；
（2）由表2数据可以看出，3组数据中电流I与R₁的乘积均不同，即电流与电阻不成反比，这与欧姆定律不符；
原因是：他在改变电阻箱R₁的阻值时，R₁两端的电压也随之变化，此时电压和电阻都变化，没有控制R₁两端的电压不变．
（3）由表2可知，将3Ω的电阻接入电路时，R₁两端的电压为U₁=I₁×R₁=0.5A×3Ω=1.5V；
将3Ω的电阻换成了6Ω的电阻时，串联电路的总电阻变大，电路中电流变小，由U=IR可知，滑动变阻器分得的电压变小，则电阻分得的电压变大（即电压表示数增大）；
要探究电流和电阻之间关系，必须保持电阻两端的电压不变，即与电阻并联的电压表示数不变，所以应调节滑片向右移动，增大滑动变阻器接入电路的电阻（增大变阻器两端的电压），使电压表的示数减小为1.5V时，再读取电流表示数．
故答案为：（1）在电阻一定时，电流与电压成正比；
（2）不成；不符；没有控制R₁两端的电压不变；
（3）右；电压；1.5V．

点评 在探究一个物理量与多个因素关系的实验中，注意使用控制变量法．