Question

4．小明同学在研究“电流跟电压、电阻关系”时，记录数据如下
表一

实验 次数	电阻R=10Ω
	U/V	I/A
1	1	0.1
2	2	0.2
3	3	0.3

表二

实验 次数	电阻U=3V
	R/Ω	I/A
4	5	0.6
5	10	0.3
6	15	0.1

（1）两组实验都采用了控制变量法（填实验方法）．依次进行表二中第5、6次实验的过程中，滑片P应向右滑动．

（2）将R换作额定电压为3.8V的小灯泡，当小灯泡正常工作时电流表示数如图乙所示，电流表示数为0.3A，则它的额定功率为1.14W．
（3）将R换成螺线管，则当滑片P向左滑动时，它能够吸起大头针的数量将变多．

Answer 1

分析 （1）实验是为了研究电流与电压、导体电阻的关系，要用到控制变量法；在研究电流与电阻的关系时，就要控制导体两端的电压不变，如何控制定值电阻两端的电压不变，这就要用到滑动变阻器．
（2）利用电流表的读数方法，读出此时的额定电流，然后用电功率的计算公式求出额定功率．
（3）由滑片的移动方向可知滑动变阻器接入电阻的变化，从而可知电流的变化；螺线管的磁性与通电电流有关，电流越大，则磁性越强，螺线管吸起的大头针越多，根据电路电流的变化，判断螺线管磁性的强弱，从而判断螺线管吸起大头针数量的变化．

解答 解：（1）研究电流这个物理量与电压、导体电阻两个物理量的关系时，要用到控制变量法；由表格中的数据可知，导体的阻值在依次增大，其两端的电压就要改变，因此要用滑动变阻器来使定值电阻两端的电压不变，在滑动变阻器的电阻值Rp不变的情况下，电路中由于将10Ω的定值电阻换成15Ω的定值电阻，使整个电路的电阻值R总增大．
利用公式I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的总电流I减小．此时滑动变阻器两端的电压Up=IRp，由于Rp不变，I减小，导致了Up的减小，而定值电阻两点之间的电压等于总电压减去滑动变阻器两端的电压，由于滑动变阻器两端的电压减小导致了定值电阻两点之间的电压增大，所以要减小定值电阻两点之间的电压U₂．根据公式U₂=IR₂可知，R₂为15Ω不变，只能减小电路中的电流，所以要使电路中的电阻增大，即滑片P向右端移动增大电阻．
（2）由题意知：U_额=3.8V 由于电流表选用的是0～0.6A的量程，结合指针的位置，可以得到此时电路中的电流为为额定电流，即I_额=0.3A，P_额=U_额×I_额=3.8V×0.3A=1.14W．
（3）螺线管的磁性与电流有关，电流越大，螺线管的磁性越强，当滑片左移时，电路中电流增大，螺线管磁性增强，螺线管吸起大头针的数目增加．
故答案为：（1）控制变量；右；（2）0.3A；1.14W；（3）多．

点评 本题考查了探究实验常用的方法：控制变量法，滑动变阻器的使用，串联电路的规律等，考查的知识点较多，在做题时要认真审题，灵活应用所学物理知识求解．