Question

16．要探究“當導體兩端電壓一定時，通過導體電流與電阻的關系”，實驗器材有三節干電池，一塊電流表，一個開關，阻值已知的定值電阻若干，導線若干，同學小華提出按圖甲進行實驗，同學小平認為應按圖乙進行實驗．
（1）在這個實驗中自變量是電阻，因變量是電流，需要控制的變量是電壓．
（2）若采用小平的方案，電源電壓為4.5V，電壓表量程為0-3V，此時電壓表讀數為2.5V，當將電阻從5Ω換成10Ω后，下一步的操作是向右移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為2.5V．
（3）你認為小平同學的方案好，理由是：滑動變阻器能控制電壓表不變．

Answer 1

分析 （1）實驗中的變量：實驗過程中可以變化的因素稱為變量，變量可分為：①自變量：想研究且可人為改變的變量稱為自變量； ②因變量：隨著自變量的變化而變化的變量稱為因變量；③無關變量：在實驗中，除了自變量外，實驗過程中存在一些可變因素，能對實驗結果造成影響，這些變量稱為無關變量；
（2）當將電阻換作大電阻時，由歐姆定律可得出電路中電流的變化，則可知滑動變阻器兩端電壓的變化，則由串聯電路的電壓規律可得出電壓表示數的變化；由實驗的目的可知，在實驗中應控制電壓不變，由電壓表示數的變化及串聯電路的分壓原理可知應將滑片向哪個方向移動；
（3）利用控制變量法分析．

解答 解：（1）本題探究的是“當導體兩端電壓一定時，通過導體電流與電阻的關系”，所以電壓是需要控制的變量，自變量是電阻，因變量是電流；
（2）電阻從5Ω換成10Ω后，電阻的阻值增加，分擔的電壓增加，所以應增大滑動變阻器的電阻，減小電路中的電流，從而達到減小電阻兩端的電壓，使電阻兩端的電壓為2.5V；
（3）在實驗的過程中，電壓表的示數應保持不變，當電阻發生變化時，應通過滑動變阻器來控制電壓不變，故小平的方案好一些．
故答案為：（1）電阻；電流；電壓；（2）向右移動滑動變阻器的滑片；使電壓表的示數為2.5V；（3）小平；滑動變阻器能控制電壓表不變．

點評 本題要求學生能熟練應用控制變量法，同時可將串聯電路中，電壓與電阻的關系作為結論熟記．