Question

歐姆堅持不懈的探索精神，激發(fā)了同學們的學習熱情，忠民和勇勝為探究小明提出的問題，設計如圖所示電路，并準備了充足的實驗器材．

（1）為完成探究，應該改變電壓，觀察電流的變化．請寫出兩種（不同角度）改變定值電阻兩端電壓的方法．
（2）忠民按設計好的電路進行實驗，收集數(shù)據(jù)如下表（R為定值電阻）：

次  數(shù)	1	2	3
電流I/A	0.2	0.4	0.6
電壓U/V	1.0	2.0	3.0

請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，寫出實驗結論______．
（3）勇勝在連接電路時，誤將電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，在實驗中收集數(shù)據(jù)如下表（電源電壓已知且不變）：

次  數(shù)	1	2	3	4	5
電流I/A	0.16	0.24	0.32	0.40	0.48
電壓U/V	2.2	1.8	1.4	1.0	0.6

問題：①按勇勝的實驗也能得出正確結論，請寫出得出正確結論的辦法．
②實驗中操作失誤，往往是新收獲的契機．請寫出本實驗操作過程中，滑動變阻器的電功率，隨著它連入電路中電阻值的變化是如何變化的？

Answer 1

【答案】分析：（1）在探究電流與電壓的關系實驗中，要保持電阻不變，改變電阻兩端電壓，研究電流與電壓的對應規(guī)律．其中改變電壓有兩種方法：一是改變電源電壓，如改變串聯(lián)的干電池的節(jié)數(shù)或調(diào)節(jié)學生電源的檔位；二是調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，改變滑動變阻器接入電路的電阻大小，從而使電阻兩端電壓發(fā)生變化．
（2）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)總結結論，要明確實驗目的，控制的物理量，變化的物理量的變化規(guī)律研究探究對象的變化規(guī)律，由此得到實驗結論．
（3）①電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，測量的是滑動變阻器兩端電壓，已知電源電壓且不變，用電源電壓減去電壓表示數(shù)，就是電阻兩端電壓；串聯(lián)電路電流處處相等，研究電源電壓與滑動變阻器兩端電壓之差的變化規(guī)律和相應的電流的變化規(guī)律，就能得出正確結論．
②滑動變阻器兩端電壓隨接入電路的電阻的減小而減小．分別計算第1、3、5次的電功率就能得出變化的規(guī)律．
解答：解：
（1）方法1：改變串聯(lián)電池組的節(jié)數(shù)；
方法2：改變滑動變阻器接入電路的電阻的阻值大�。�
（2）已知電阻阻值一定，從左到右，電壓成倍增大，電流也成倍增大，并且電流增大的倍數(shù)與電壓增大的倍數(shù)相同．
所以實驗結論為：在電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端電壓成正比．
（3）①：用電源電壓減去滑動變阻器兩端電壓，得出定值電阻兩端電壓．記錄每次的電流與定值電阻兩端的電壓，比較兩者的變化規(guī)律，得出結論．
②在第一組滑動變阻器的功率為P₁=U₁I₁=2.2V×0.16A=0.352W；
在第三組滑動變阻器的功率為P₃=U₃I₃=1.4V×0.32A=0.448W；
在第五組滑動變阻器的功率為P₅=U₅I₅=0.6V×0.48A=0.288W．
所以實驗結論是：滑動變阻器連入電路中的電阻值減小時，其電功率先增大后減�。�
故答案為：
（1）方法1：改變串聯(lián)電池組的節(jié)數(shù)；
方法2：改變滑動變阻器接入電路的電阻的阻值大�。�
（2）在電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端電壓成正比；
（3）滑動變阻器連入電路中的電阻值減小時，其電功率先增大后減小．
點評：最后一問之所以電功率先增大后減小，是因為滑動變阻器兩端電壓減小時，通過的電流是增大的，所以不能簡單地從電壓或電流一方面判斷功率變化．