Question

10．在“探究电流与电压关系”的实验过程中小震同学进行了如下实验：
（1）经过与同学们的讨论，完成了三次实验方案的设计．
由图1到图2，改进的理由是使电阻保持不变
由图2到图3，改进的理由是为了改变电压

（2）选择了正确的实验方案后，小震测量了几组电压和电流的值如表：

电压U/V	1.2	1.6	2.0	2.4	2.8
电流I/A	0.12	0.16	0.20	0.24	0.28

分析数据得出的结论是：电阻一定时，电流与电压成正比；．
（3）若在图1中，闭合开关后当电压表示数为3V时，电流表示数如图4，则此时小灯泡的电阻是12.5Ω，图5是多次改变串联电池的个数后，绘制小灯泡的U-I图象，请你仔细分析图象说明为什么小灯泡的电流与电压不成正比？

Answer 1

分析 （1）研究“电流与电压的关系”实验中，要控制电阻不变，小灯泡的电阻随温度的变化而变化；在实验过程中，为了避免实验结论的偶然性，要多做几次实验；
（2）分析表格中电流的变化倍数和电压的变化倍数之间的关系，利用控制变量法得出实验结论；
（3）根据电流表的量程和分度值读出示数，利用欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻；灯泡的电阻与温度有关．

解答 解：（1）探究电流与电压的关系，需保证导体的电阻不变，而小灯泡是变化的，所以需要将小灯泡更换为定值电阻进行实验．探究电流与电压的关系，需要多次改变加在定值电阻两端的电压，以便于寻找规律，图3 可以通过改变滑动变阻器的阻值大小来调节自制电源两端的输出电压值，使电路更安全、操作更简单、数据更一般．
（2）由表格可知：导体的电阻相同时，通过导体的电流与加在导体两端的电压成正比．
（3）电流表的示数为0.24A，则电阻的大小为：$R=\frac{U}{I}=\frac{3V}{0.24A}=12.5Ω$； 灯丝的电阻随温度的升高而增加，它的电阻不是定值，所以通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比．
故答案为：（1）使电阻保持不变；为了改变电压；（2）电阻一定时，电流与电压成正比；（3）12.5Ω；灯丝的电阻随温度的升高而增加，它的电阻不是定值．

点评 滑动变阻器在不同的实验中，作用是不同的．此实验为了改变定值电阻两端电压．