Question

3．小梅同学按图所示做“探究通过导体的电流与电压，电阻的关系”的实验，已知电源电压为4节新的干电池
（1）小梅首先探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系，她先将5Ω的电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，读出并记下电流值；然后将5Ω的电阻该接成10Ω的电阻，小梅下一步的操作应该是：闭合开关，向右端移动滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为2V，并记下电流值；再改接20Ω的电阻，重复上述实验，此实验中滑动变阻器的作用是保持电阻两端电压一定，若要完成这个实验，滑动变阻器的最大阻值至少要40Ω

U/A	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（2）接着探究“通过导体的电流跟导体两端电压的关系”，先将一定值电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为1.0V，读出并记下电流值；然后小梅下一步的操作应该是：向左端移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为1.5V，并记下电流值；重复上述实验，测出通过电阻R的电流和对应的电压值如上表所示，此实验中，滑动变阻器的作用是调节电路的电流，若滑动变阻器坏了，又没有其他器材可用，怎么办？可以通过改变接入的干电池来改变电压
（3）根据表中数据得到的结论是在电阻一定时，电流与导体两端电压成正比，通过计算可知，此次实验所用的电阻为5Ω
（4）在许多实验中都需要进行多次测量，你认为在本次实验中测量多组数据的目的是多次测量求取平均值，以达到减小误差的目的．
（5）本实验用到的研究方法是控制变量法．

Answer 1

分析 （1）电流跟电阻和电压都有关系，我们通过实验验证时，采用控制变量法研究，即在探究电流跟电阻关系时需要控制电压不变进行实验．
（2）根据实验数据总结实验结论时，要明确控制的物理量和变化的物理量，以及变化的物理量之间的对应规律；根据欧姆定律求出每组数据对应的电阻，然后取平均值即为此次实验所用的电阻；

解答 解：（1）在探究电流跟电阻关系时需要控制电压不变，因此更换电阻后，需移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数与换电阻前电压表示数相同；换上大电阻后，为了让其电压为2V，应将滑动变阻器接入电阻变大；故应向右调节滑片；使电压表示数为2V；滑动变阻器的作用为保持电阻两端的电压一定；根据欧姆定律可知，接入电阻越大，则滑动变阻器接入电阻也应越大，根据串联电路分压规律可知，当接入电阻为20Ω时，要使电压表示数为2V，则滑动变阻器两端电压应为4V，则其电阻至少为40Ω；
（2）为了增大电压表示数，应减小滑动变阻器的接入电阻；故应向左滑动滑片；
滑动变阻器的作用时调节电路的电流；
若没有滑动变阻器可以通过改变电源电动势的方式来改变电压；
（3）探究电流与电压的关系，保持电阻一定；横向比较可以得到：电压成倍增大，电流也相应的成倍增大，所以结论是：在电阻一定时，电流与导体两端电压成正比．
根据R=$\frac{U}{I}$可得：每组数据对应的电阻均为5Ω，取平均值可知此次实验所用的电阻为5Ω；
（4）探究通过导体的电流与电压、电阻的关系的实验中，一次实验数据不能发现规律，所以这里多次实验是为了：从不同情况中找到普遍规律；“伏安法”测量定值电阻的阻值实验中多次测量的目的是为了多次测量求取平均值，以达到减小误差的目的．
（5）本实验采用的物理方法为控制变量法；
故答案为：（1）右；2；保持电压表电压不变；40Ω；
（2）左；调节电路的电流；可以通过改变接入的干电池来改变电压
（3）在电阻一定时，电流与导体两端电压成正比；5；
（4）多次测量求取平均值，以达到减小误差的目的；
（5）控制变量法．

点评 本题考查了实验的注意事项、电路故障的判断、欧姆定律的应用等问题；在用伏安法测电阻的实验中，要进行多次测量求平均值，以减小误差，进行多次测量一般通过改变滑动电阻器接入电路的阻值实现，同时要注意控制变量法的应用．