Question

4．小明在探究“電流大小與電壓、電阻的關系”的實驗中
（1）請幫他畫出實驗的電路圖于虛線框中
（2）小明通過實驗得到數據如表（一）所示，其中第1次實驗的電流表示數如圖所示，為0.1A，所用電阻R的阻值是10Ω，根據表（一）的數據，可得出什么結論？
（3）小明繼續探究電流與電阻的關系，將電阻R先后更換為5Ω和15Ω的電阻進行實驗，得到數據如表（二）所示．通過分析表（二）的數據，可知小明在操作過程中存在的錯誤是沒有控制電阻兩端電壓不變，該正錯誤后繼續實驗，他將得出怎樣的結論？
（4）綜合實驗結論，得到的就是歐姆定律．
表（一）

實驗序號	1	2	3
電阻R/Ω	R
電壓U/V	1.0	1.5	2.0
電流I/A		0.15	0.20

表（二）

實驗序號	3	4	5
電阻R/Ω	R	5	15
電壓U/V	2.0	1.5	2.3
電流I/A	0.20	0.30	0.15

Answer 1

分析 （1）研究電流跟電壓、電阻的關系時，電阻與滑動變阻器串聯、電流表測量電路中的電流，電壓表測量被測電阻兩端電壓，開關控制整個電路；
（2）根據電流表量程和分度值讀出電流表示數；根據R=$\frac{U}{I}$計算所用電阻R的阻值；分析表一中數據，得出結論；
（3）探究電流與電阻關系時，應控制電壓不變，改變電阻；根據歐姆定律得出結論．

解答 解：（1）將電源、開關、滑動變阻器、定值電阻、電流表串聯連接，電壓表并聯在定值電阻兩端，如下圖所示：

（2）由圖可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，則電流表示數為0.1A；根據表一可知，當U=1.5V時，I=0.15A，則所用電阻R的阻值為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω；分析表一數據可知，電壓增大幾倍，電流也增大幾倍，故可得出結論：電阻一定時，電流與電壓成正比；
（3）探究電流與電阻關系時，應控制電壓不變，改變電阻，小明將電阻R先后更換為5Ω和15Ω的電阻進行實驗，在操作過程中，沒有控制電阻兩端電壓不變；該正錯誤后繼續實驗，根據歐姆定律可得出結論：電壓一定時，電流與電阻成反比．
故答案為：（1）如圖所示；（2）0.1A；10Ω；電阻一定時，電流與電壓成正比；（3）沒有控制電阻兩端電壓不變；電壓一定時，電流與電阻成反比．

點評 本題考查了“探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系”電路設計，該實驗應用了控制變量法，掌握該方法非常重要．