采用控制變量法研究電流與電壓、電阻的關(guān)系:

研究電流跟電壓、電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)分兩步：第一步保持電阻不變，通過改變電壓，觀察電流的變化；第二步保持電壓不變，通過改變電阻，觀察電流的變化，從而得出了它們之間的關(guān)系。這種研究方法稱為控制變量法。

例:某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在探究歐姆定律時(shí)，采用丁如圖甲所示的電路圖，實(shí)驗(yàn)中他們選用的定值電阻分別是5Ω、8Ω、10Ω，電源電壓是3V，滑動(dòng)變阻器的阻值范圍是0～15Ω。

(1)他們在探究某一因素變化對電流的影響時(shí)，采用控制變量法。實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行：

①保持電阻不變，探究電流與____的關(guān)系；

②保持電壓不變，探究電流與____的關(guān)系。

(2)實(shí)驗(yàn)中，電流表的量程應(yīng)選____A，電壓表的量程應(yīng)選_____V；某次實(shí)驗(yàn)中，若電流表的示數(shù)是0．3A，電壓表的示數(shù)是1．5V，請根據(jù)你前面選擇的量程，在圖乙中分別畫出兩表指針的位置。

(3)在研究電阻對電流的影響時(shí)，把定值電阻由5Ω換成10Ω，閉合開關(guān)后，下一步的操作是：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，保持_____不變。

解析：影響電路中電流大小的因素有電壓和電阻，因此實(shí)驗(yàn)采用控制變量的方法。實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行：一是保持電阻不變，改變電阻兩端的電壓，測量三次；二是保持電壓不變，改變電阻的大小，測量三次。實(shí)驗(yàn)器材中電源電壓為3V，因此電壓表使用0～3V量程即可．所用定值電阻的最小阻值為5Ω，所以電路中最大電流為

，電流表的量程選用0～ 0．6A。當(dāng)電流值為0．3A、電壓值為1．5V時(shí)，指針均指在表盤的中央刻度。改變定值電阻阻值是為了研究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)控制電壓不變，所以改變定值電阻后，應(yīng)調(diào)節(jié)變阻器使定值電阻兩端的電壓與原來電阻兩端的電壓相同。

答案(1)①電壓②電阻(2)0—0.6(或0.6) 0～3(或3)指針位置如圖所示(3)定值電阻兩端的電壓(或電壓表示數(shù))

如何分析“電流與電壓、電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中的電路故障：

在本探究實(shí)驗(yàn)中，常會(huì)遇到電表無示數(shù)，示數(shù)偏低，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或結(jié)論錯(cuò)誤等問題，這都是電路中發(fā)生某種故障所致。如何準(zhǔn)確地判斷出電路故障的原因并予以解決，是中考中常會(huì)考查的內(nèi)容之一。例在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，

(1)連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)當(dāng)____。

(2)小新將實(shí)物連接成如圖所示電路，其中有一處連線錯(cuò)誤，請你在連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”并改正。

(3)將電路連接正確后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，使定值電阻R兩端電壓為2V，電流表示數(shù)如圖所示，為__A，則尺的阻值為__Ω。

(4)換上10Ω的電阻后在探究電流與電壓 電阻的關(guān)系的過程中，閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)將_____ (選填“變大”或“變小”)，此時(shí)應(yīng)將滑片P向______ (選填“A”或“B”)端移動(dòng)，使電阻兩端電壓為 __V。

(5)小芳同學(xué)正確連接電路后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，其原因可能是________。

解析:(1)連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開，這樣對電路元件起到保護(hù)作用。

(2)電壓表應(yīng)與定值電阻并聯(lián)，測定值電阻兩端的電壓，原圖中電壓表測滑動(dòng)變阻器和定值電阻兩端的總電壓。

(3)由題圖可知，電流表示數(shù)為0．4A，

=5Ω。電流表讀數(shù)時(shí)應(yīng)先看量程后看指針。

(4)探究“電流與電阻的關(guān)系”時(shí)，應(yīng)控制電壓小變。當(dāng)換上10Ω的電阻后，根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律知 R兩端的電壓變大，電壓表示數(shù)變大在探究電流與電壓 電阻的關(guān)系的過程中，所以應(yīng)調(diào)節(jié)滑片向A端移動(dòng)，使R兩端電壓保持2V不變。

(5)定值電阻斷路時(shí)，電壓表與電流表串聯(lián)在電路中，由于電壓表內(nèi)阻很大，所以電路中電流很小，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，電源電壓幾乎全部加在電壓表上，所以電壓表示數(shù)接近電源電壓。

答案(1)斷開(2)如圖所示

(3)0．45 (4)變大 A 2 (5)定值電阻開路(答案科學(xué)合理即可)

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