Question

20．小红和小清在探究“电流与电压和电阻的关系”实验
（1）小明探究“电流与电压的关系”，该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，其作用主要是改变电阻两端的电压．
（2）实验中，所测的数据如表一所示，由表一数据可得：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比．
表一：

R=10Ω	电压U/V	1.5	2	2.5
	电流I/A	0.15	0.2	0.25

表二：

U=2V	电阻R/Ω	5	10	20
	电流I/A	0.4	0.2	0.1

（3）小强探究“电流与电阻的关系”，所测的数据如表二所示：
①请依据表格和电路图分析，将AB间电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关S进行实验时，应向右（选填“左”或“右”）移动滑动变阻器滑片P，使电压表的示数保持2V不变；
②由表二数据可得：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比．
（4）综上所述，欧姆定律的表达式为：I=$\frac{U}{R}$．

Answer 1

分析 （1）在研究导体中的电流与电压的关系时，要保持导体的电阻不变，利用滑动变阻器来改变导体两端的电压．
（2）根据控制变量法的思想分析表中电压值和电流值的变化情况，从而得出电流随电压的变化关系．
（3）①在探究电流与电阻之间的关系时应控制电阻两端的电压不变，将AB间电阻由5Ω换成10Ω时电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，滑动变阻器两端的电压变小，根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压变大，为保持定值电阻两端的电压不变，应减小电路中的电流，增大滑动变阻器接入电路的电阻．
②根据控制变量法的思想分析表中电阻值和电流值的变化情况，从而得出电流随电阻的变化关系．
（4）电阻一定，导体中的电流与导体两端的电压成正比；电压一定，导体中的电流与导体的电阻成反比．

解答 解：（1）该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，其主要作用是改变电阻两端的电压．
（2）从表一数据可以看出，电阻一定值，电阻两端的电压增大为原来的几倍，通过电阻的电流也跟着增大为原来的几倍，故可得结论：电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比．
（3）①探究电流与电阻之间的关系时，应控制定值电阻两端的电压2V不变；将AB间电阻由5Ω换成10Ω时，电路中的电流变小，滑动变阻器两端的电压变大，电压表的示数变小，为保持定值电阻两端的电压不变，因减小电路中的电流，增大滑动变阻器接入电路的电阻，即滑片向右移动．
②由表二所示实验数据可知，在电压不变时，电流与电阻的乘积是定值，即电流与电阻成反比，由此可得：在电压一定时，电流与电阻成反比．
（4）综上所述，在电压不变时，电流与电阻的乘积是定值，即电流与电阻成反比，
由此可得：在电压一定时，电流与电阻成反比，欧姆定律的表达式为：I=$\frac{U}{R}$．
故答案为：（1）改变电阻两端的电压；（2）电阻；正；（3）①右；2；②电压；反；（4）I=$\frac{U}{R}$．

点评 解决本题的关键：一是知道滑动变阻器在本实验中的作用和使用，二是会根据控制变量法设计实验和分析实验数据得出结论．