Question

【題目】物理興趣小組的同學們想探究通過導體的電流與電壓的關系．實驗室有電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、規格不同的定值電阻、開關和導線等器材各若干供同學們選擇，實驗所用電路如圖所示．

（1）他們測得多組數據記錄在表一中，在給定的坐標紙上作出圖象，分析得出了結論．在與其他組交流時發現雖然各小組作出的圖象都是正確的，但是在相同的坐標紙上有些小組的圖象卻明顯不同．請你利用表中數據在右圖中作出I﹣U圖象，并回答造成這種不同的原因：____．

表一							表二
實驗次數	1	2	3	4	5		實驗組次	1	2	3
電壓U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0		電阻R/Ω	5	10	20
電流I/A	0.1	0.15	0.2	0.25	0.3		電流I/A	0.4	0.2	0.16

（2）接著小組同學拿來5 Ω、10 Ω、15 Ω的三個定值電阻，探究“電流與電阻的關系”，實驗中數據讀取準確無誤．

①由于操作不當，導致表二中第____次實驗的數據存在錯誤，出錯的原因是____．

改正表二的錯誤后，分析數據我們得到的結論是____

②記錄第1次實驗數據時，定值電阻與滑動變阻器消耗功率的比值a；記錄第2次實驗數據時，定值電阻與滑動變阻器消耗功率的比值b；則a____b (大于/小于/等于”)．

Answer 1

【答案】選取的定值電阻的阻值不同 三 沒有控制電阻兩端電壓不變 見解析所示 等于

【解析】

（1）根據表格一中的數據利用描點連線法作出I-U圖象，如下圖所示：

實驗中各小組所使用的定值電阻的阻值可能各不相同，所以，在相同的坐標紙上有些小組的圖象卻明顯不同；

（2）探究“電流與電阻的關系”時，有控制變量法知道，需要控制電阻兩端的電壓不變，根據歐姆定律，由表二中的數據知道，第一次與第二次實驗時，電阻兩端的電壓都是2V，而第三次不是，所以，第三次實驗的數據存在錯誤；改正表二的錯誤后，分析數據我們得到的結論是：電壓一定時，導體中的電流與其電阻成反比。

（3）設電源電壓是U，第一次與第二次實驗時電路中滑動變阻器接入電路的電阻分別是R滑1和R滑2，根據表格數據，由歐姆定律知道，U=I1（R1+R滑1），U=I2（R2+R滑2），所以，2 R滑1= R滑2；

由知道，第1次實驗時，定值電阻消耗的功率是： ，滑動變阻器消耗的功率是：

第1次實驗時，定值電阻消耗的功率是：，滑動變阻器消耗的功率是：

根據題意知道， a= ，b= ，又因為2 R滑1= R滑2，所以， ，即a=b。