Question

【題目】在“探究電流與電阻關系”的實驗中，實驗室提供了如下器材：電源（電源電壓4.5V保持不變）、滑動變阻器R0（0～10Ω）、定值電阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω各一只、電壓表（0～3V）、電流表（0～0.6A）、開關一個、導線若干。依據如圖所示的電路，某小組同學保持電阻R兩端的電壓U=3V不變，記錄了六組數據，如下表所示。老師看完該組同學的實驗數據后，認為該組同學的第5、6組實驗數據是沒有經過實驗，而是通過電流與電阻成反比的關系直接填在表格中的。

次數	1	2	3	4	5	6
電阻/Ω	5	10	15	20	25	30
電流/A	0.60	0.30	0.20	0.16	0.12	0.10

（1）請你用所學的電學知識分析老師的判斷依據：____________；

（2）請你提出改進措施：_________________；

（3）請你寫出電流與電阻的關系式：____________。

Answer 1

【答案】滑動變阻器的最大阻值為10Ω，當定值電阻的阻值大于20Ω時，電壓表的示數將超過3V 更換規格為0—20Ω的滑動變阻器或減小電源的電壓 I = 3A·Ω / R

【解析】

在“探究電流與電阻關系”的實驗中，要保持電阻兩端的電壓不變，可以通過控制滑動變阻器的大小間接控制電阻兩端電壓；根據電源電壓和R兩端電壓的大小，確定R與R0的比值關系；

（1）電源電壓為4.5V，要保證R兩端電壓始終為3V不變，則R0兩端電壓始終未1.5V，也就是說R：R0=2:1，因為滑動變阻器R0（0～10Ω）最大阻值為10Ω，那么R的最大阻值為20Ω，但表格中數據第5、6組的電阻大于20Ω時，此時電壓表示數應超過3V；

（2）為了提高定值電阻的變化范圍，可以更換最大阻值更大的滑動變阻器，如更換規格為0—20Ω的滑動變阻器或減小電源的電壓（此時電阻R0需分得的電壓變小，其R0的最大阻值變小）；

（3）分析表格中的前3組數據，有如下規律：5Ω×0.6A=10Ω×0.3A=15Ω×0.2A=3V；所以有如下關系：（導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比）