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    16．小聂同学做“探究导体中电流与电压的关系”实验

    ①实验目的：探究通过金属导体的电流与它两端电压之间的关系，形成电阻概念，从而得到电流与电压、电阻之间的关系．
    ②实验器材：若干节干电池、电键、金属导体（不同组可选择2-3种不同阻值的定值电阻）、电流表、电压表和若干导线．
    ③根据上述实验器材，判断实验中改变导体两端电压的方是调节滑动变阻器．
    ④用多个导体进行实验的目的是为了得到普遍的规律，防止偶然性发生．
    ⑤小聂将测得的数据绘制成U-I图象（如图甲）．分析比较图线a（或b或c），可知a的电阻是最大的．
    ⑥学过“电路”一章后，小华同学进一步探究电流与导体电阻的关系，因此要控制导体两端电压保持不变． 小华用了四节干电池，增加了一个阻值为20欧的滑动变阻器，连接电路如图乙所示，实验过程中，将滑动变阻器的滑片移动到某一位置时，定值电阻R两端电压为4伏，并读出了此时电流表的示数，小华想更换定值电阻再做两次实验，可供选择的电阻有15欧、30欧、45欧和60欧各一个，为了保证实验成功，小华应选择的电阻是15欧和30欧．

    分析 ②根据公式R=$\frac{U}{I}$分析；
    ③改变导体两端电压可以通过滑动变阻器或改变电源电压；
    ④多次测量可以得到普遍的规律，防止偶然性发生；
    ⑤根据图象分析；
    ⑥该实验探究电流与电阻之间的关系，根据控制变量法应保持定值电阻两端的电压为4V不变，据此分析判断能符合条件的电阻．

    解答 解：②由公式R=$\frac{U}{I}$可知，要想测出电阻的大小，需要用电流表测出电流、电压表测出电压；
    ③实验器材中有滑动变阻器，因此需要通过调节滑动变阻器改变导体两端的电压；
    ④用多个导体进行实验的目的是为了得到普遍的规律，防止偶然性发生；
    ⑤由图象可知，在电流相同的情况下，a的电压是最大的，由R=$\frac{U}{I}$可知a的电阻是最大的；
    ⑥根据控制变量法知：探究电流与电阻之间的关系实验中，应保持定值电阻两端的电压为4V不变，电源是四节干电池组成，电压为6V，根据串联电路的分压特点知：
    $\frac{{R}_{0}}{{R}_{W}}$=$\frac{{U}_{0}}{{U}_{W}}$=$\frac{{U}_{0}}{{U-U}_{0}}$=$\frac{4V}{6V-4V}$=2，R0=2RW．即保证实验成功时，选择的电阻是滑动变阻器接入电路的阻值的2倍．因此滑动变阻器的最大阻值为20Ω时，选择的电阻的阻值最大为40Ω倍；所以符合条件的电阻有15欧和30欧．
    故答案为：②电流表；电压表；③调节滑动变阻器；④为了得到普遍的规律，防止偶然性发生；⑤a的电阻是最大的；⑥15欧和30欧．

    点评 本题考查电流与电压关系的实验，关键是知道改变电阻两端的电压方法，除了通过调节滑动变阻器之外，还可以通过改变电池的个数来实现；
    本题的难点是学生明白：在电源电压一定的条件下，定值电阻的阻值比滑动变阻器的阻值大的多时，无论如何移动滑片都不能使定值电阻两端的电压达到需要值．

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