Question

歐姆堅持不懈的探索精神，激發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，收集數據如下表（R為定值電阻）：

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

請根據表中數據，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，在實驗中收集數據如下表（電源電壓已知且不變）：

次　數	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

解：
（1）方法1：改變串聯電池組的節數；
方法2：改變滑動變阻器接入電路的電阻的阻值大小．
（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與電壓增大的倍數相同．
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小．
故答案為：
（1）方法1：改變串聯電池組的節數；
方法2：改變滑動變阻器接入電路的電阻的阻值大小；
（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．
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，如改變串聯的干電池的節數或調節學生電源的檔位；二是調節滑動變阻器滑片，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生變化．
（2）根據實驗數據總結結論，要明確實驗目的，控制的物理量，變化的物理量的變化規律研究探究對象的變化規律，由此得到實驗結論．
（3）①電壓表與滑動變阻器并聯，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，就是電阻兩端電壓；串聯電路電流處處相等，研究電源電壓與滑動變阻器兩端電壓之差的變化規律和相應的電流的變化規律，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律．
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．