Question

小航同学在做“探究电流与电阻的关系”实验时，他设计了如图所示的电路．先将5Ω的电阻R接入电路，电路连接完全正确，滑片P滑至阻值最大处后，闭合开关S就直接读出了电流表的示数，并把数据记录在表格中．然后再分别用10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻，重复上述操作．
（1）请你说出小航在实验中存在的错误是什么？
（2）小航改正错误后重新进行实验，得到数据如下表所示．

物理量 实验次数	电阻 R/Ω	电流 I/A
1	5	0.48
2	10	0.24
3	20	0.12

根据上表实验数据得到的结论是______．
（3）小航发现有一个小灯泡，用这个小灯泡替换20Ω的电阻后，继续进行实验．电表测得示数如图所示，此时小灯泡的阻值是______Ω．

Answer 1

解：（1）小航在做“探究电流与电阻的关系”实验时，将滑片P滑至阻值最大处后，闭合开关S就直接读出了电流表的示数，这种操作是非常错误的．他没有明确实验的目的，要探究电流与电压的关系，必须通过移动滑动变阻器的滑片，来控制电阻两端的电压不变．
故小航存在的错误为：无法保持每次测量时电压表示数不变．
（2）从小航正确操作后记录的数据来看，每次实验的电压值是相同的为U=RI=5Ω×0.48A=2.4V，电阻的成倍增大，电流成倍减小，因此会得出在电压一定时，电流和电阻成反比的结论．
故答案为：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
（3）电压表选择的是0～3V量程，分度值为0.1V，指针指在2V后第4个小格上，因此读数为2V+0.1V×4=2.4V；
电流表选择的是0～0.6A量程，分度值为0.02A，指针指在0.2A后第5个小格上，因此读数为0.2A+0.02A×5=0.3A；
所以小灯泡的电阻为R===8Ω．
故答案为：8．
分析：（1）在研究电流与电阻的关系时，应该控制电阻两端的电压不变，是通过移动滑动变阻器的滑片实现的；
（2）分析实验数据，确定变量和不变量，根据控制变量法实验的结论形式归纳实验结论；
（3）找出电表选择的量程和相应的分度值，根据指针的位置读出两表的示数，利用电阻的计算公式R=计算出电阻．
点评：本题考查探究电流与电阻的关系，重点在实验的操作、结论的得出上，特别注意这个实验的条件是“电压一定”．