Question

17．某实验小组的同学探究电流与电压的关系时，用到如下器材：电源1个，电流表、电压表各1只，定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω各1只），滑动变阻器1只，开关1个，导线若干；设计的电路如图甲所示．
（1）这个实验使用了控制变量的方法，其中被控制的变量是电阻R₁，滑动变阻器R₂的作用改变电路中电流大小，从而改变电阻R₁两端的电压，达到多次测量求平均值．
下面是他们获取的一组实验数据：

电压U/V	2	4	6	8	10
电流I/A	0.40	0.80	1.20	1.59	2.00

（2）实验中他们选用的定值电阻阻值为5Ω；
（3）请在图乙坐标系上画出电流随电压变化的图象；
（4）分析表中的数据或图象，你能得出的探究结论在电阻一定时，通过电阻的电流跟加在电阻两端电压成正比．

Answer 1

分析 （1）由于电流跟电压和电阻均有关，因此在“探究电流与电压的关系时”实验中，应控制导体的电阻大小不变；滑动变阻器的作用有①是改变用电器两端的电压；②是改变通过用电器的电流；③是保护电路，结合本实验可知此时滑动变阻器的作用；
（2）应定值电阻的阻值不变，根据欧姆定律结合题中任意一组数据得出定值电阻的阻值，再结合题干得出所取定值电阻的阻值；
（3）根据描点法结合数据得出电流随电压变化的图象；
（4）分析图象可知，电流与电压成正比例图象，据此得出结论．

解答 解：（1）探究电流与电压的关系时，被控制的变量是电阻R₁；
滑动变阻器R₂的作用是改变电路中电流大小，从而改变电阻R₁两端的电压，达到多次测量求平均值；
（2）由表可知，当U=2V时，I=0.39A，
根据欧姆定律可得，定值电阻的阻值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω，结合题干可知，他们选用的定值电阻阻值为5Ω；
（3）根据描点法做出电流随电压变化的图象，如下图所示：

（4）分析图象可知，电流与电压成正比例图象，故可得结论：在电阻一定时，通过电阻的电流跟加在电阻两端电压成正比．
故答案为：
（1）电阻R₁；改变电路中电流大小，从而改变电阻R₁两端的电压，达到多次测量求平均值；
（2）5；
（3）如上图所示；
（4）在电阻一定时，通过电阻的电流跟加在电阻两端电压成正比．

点评 本题考查了滑动变阻器在实验中的作用和欧姆定律的应用以及描点法作图等，关键是会根据图象和控制变量法得出实验的结论．