Question

如图所示，小灯泡的额定电压为3.8V，电阻大约为10Ω，电源电压不大于3V．
（1）为了做“用滑动变阻器改变电流”的实验，已将所用器材连成部分电路．若要求滑动变阻器的滑片P向右移动时，通过小灯泡中的电流变大，在下图中补画一根导线，组成符合要求的电路：

（2）为了做“测定小灯泡电阻”的实验，请你再将电压表接在小灯泡两端（在上图中补画出导线）．在连成正确电路后闭合开关S，两电表的指针位置如图所示，则灯泡的电阻为

 

Ω．
（3）他们继续用上图所示装置来探究电流跟电压、电阻的关系．首先把2欧姆的电阻接入原来小灯泡的位置，调节变阻器，依次测得数据如表一．
表一

次数	电阻R=2Ω
	电压（V）	电流（A）
1	1	0.5
2	1.6	0.8
3	2	1

表二

次数	电压（V）	电流（A）
1（R=1Ω）	0.6	0.6
2（R=2Ω）	1	0.5
3（R=3Ω）	1.3	0.43

由表一可归纳出：在电阻不变的情况下，导体中的电流跟它两端的电压成

 

比．
然后研究电压不变情况下电流与电阻的关系．其操作步骤是分别把1Ω、2Ω、3Ω的电阻接入原小灯泡的位置，立即闭合开关，记录读数如表二所示．
由表二中的实验数据发现，通过导体的电流跟它的电阻不成反比，其原因可能是遗漏了重要的操作步骤．此步骤是

 

．
（4）在物理实验探究中，我们经常要遇到某个因素受到多个其他因素影响的问题，一般采用变量控制法．例如：在上述实验中

 

实验就是用的这种方法．

Answer 1

分析：（1）滑动变阻器滑片右移，灯泡电流变大，电路总电阻减小，滑动变阻器连入电路的电阻变小，确定下面接入的接线柱，把滑动变阻器串联在电路中．
（2）由灯泡的电源电压确定电压表的量程，电压表与灯泡并联，注意正负接线柱．
由灯泡的实际电压和电阻，求电流，确定电流表的量程，电流表与灯泡串联．
电压表和电流表读数：确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少．
知道灯泡电压和电流，根据R=

U

I

计算电阻．
（3）在电阻不变时，

U

I

的比值是定值，电流跟电压成正比，否则不成正比．
由欧姆定律知，电压一定时，电流跟电阻成反比，实验发现，电流跟电阻不成反比，没有控制好前提条件不变．
（4）电流跟电压和电阻有关，探究电流跟电压的关系，保持电阻不变，探究电流跟电阻的关系，保持电压不变，这种方法是控制变量法．

解答：解：（1）滑动变阻器滑片右移，灯泡电流变大，电路电流变大，电路总电阻变小，滑动变阻器连入电路电阻变小，滑动变阻器接右半段，滑动变阻器选右下端接线柱串联在电路中．
灯泡实际电流大约为：I=

U

R

=

3V

10Ω

=0.3A＜0.6A，电流表选择0～0.6A量程，电流表与灯泡串联，如图（红线连接）．
（2）电源电压为3V，灯泡两端最大电压为3V，电压表选择0～3V量程，电压表与灯泡并联，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，如图（绿线连接）．

电压表选择0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为1.8V，
电流表选择0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.2A，
所以R′=

U′

I′

=

1.8V

0.2A

=9Ω．
（3）由表一得：

U

I

=定值，所以在电阻一定时，电流跟电压成正比．
探究电流跟电阻关系时，要保持电压不变．
实验时，分别把1Ω、2Ω、3Ω电阻接入原灯泡位置，立即闭合开关，原灯泡位置接入的电阻越大，分担的电压越大，没有保持电阻两端的电压不变，所以得到电流跟电阻不成反比．
实验时，应该把1Ω、2Ω、3Ω电阻接入原灯泡位置时，调节滑动变阻器滑片，使定值电阻两端电压相等．
（4）电流跟电压和电阻同时有关，探究电流跟电压、电流跟电阻的关系时，采用控制变量法．
故答案为：（1）如图红线连接；（2）如图绿线连接；9；
（3）正；调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端的电压相等；
（4）电阻不变时，研究电流与电压的关系（或在电压不变时，研究电流与电阻的关系）．

点评：（1）电压表量程由电源电压和灯泡电压的最小值来确定．
电流表的量程根据额定电压和电阻或额定电压和额定功率来确定．
（2）本实验实质上通过利用控制变量法，探究欧姆定律中电流跟电压、电阻的关系．