Question

20．小航同學在做“探究電流與電阻的關系”實驗時，他設計了如圖甲所示的電路，先將5Ω的電阻R接入電路，電路連接完全正確，滑片P滑至阻值最大處后，閉合開關S就直接讀出了電流表的示數，并把數據記錄在表格中．然后再分別用10Ω和20Ω的電阻替換5Ω電阻，重復上述操作．

（1）請你說出小航在實驗中存在的錯誤是未調節滑動變阻器使電壓表的示數不變．
（2）小航改正錯誤后重新進行實驗，得到的數據如表所示，根據表中實驗數據得到的結論是當電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．

物理量 實驗 次數	電阻R/Ω	電流I/A
1	5	0.48
2	10	0.24
3	20	0.12

（3）小航發現有一個小燈泡，用這個小燈泡替換20Ω的電阻后，繼續進行實驗．用電表測得示數如圖乙所示，此時小燈泡的阻值是8Ω．

Answer 1

分析 （1）在研究電流與電阻的關系時，應該控制電阻兩端的電壓不變，是通過移動滑動變阻器的滑片實現的；
（2）分析實驗數據，確定變量和不變量，根據控制變量法實驗的結論形式歸納實驗結論；
（3）找出電表選擇的量程和相應的分度值，根據指針的位置讀出兩表的示數，利用電阻的計算公式R=$\frac{U}{I}$計算出電阻．

解答 解：（1）小航在做“探究電流與電阻的關系”實驗時，將滑片P滑至阻值最大處后，閉合開關S就直接讀出了電流表的示數，在替換更大的電阻后，電阻兩端的電壓將變大，無法再通過增大變阻器的阻值使定值電阻兩端的電壓不變．
（2）從小航正確操作后記錄的數據來看，每次實驗的電壓值是相同的為U=IR=0.48A×5Ω=2.4V，電阻的成倍增大，電流成倍減小，因此會得出在電壓一定時，電流和電阻成反比的結論．
（3）電壓表選擇的是0～3V量程，分度值為0.1V，指針指在2V后第4個小格上，因此讀數為2V+0.1V×4=2.4V；
電流表選擇的是0～0.6A量程，分度值為0.02A，指針指在0.2A后第5個小格上，因此讀數為0.2A+0.02A×5=0.3A；
所以小燈泡的電阻為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.3A}$=8Ω．
故答案為：（1）未調節滑動變阻器使電壓表的示數不變； （2）當電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；（3）8．

點評 本題考查探究電流與電阻的關系，重點在實驗的操作、結論的得出上，特別注意這個實驗的條件是“電壓一定”．