小莉同学按图所示的电路探究“导体中的电流跟导体电阻的关系”.她不断改变电阻R的阻值,并将电阻值以及对应的电流表的示数记录在表1中.分析表1中的数据可知:电路中的电流I跟电阻R不是反比关系,这一结论与欧姆定律不一致.请你帮助小莉分析:
(1)结论与欧姆定律不一致的原因是________;
(2)要得到与欧姆定律一致的结论,你如何帮助小莉改进这个电路?________.改进实验后,把符合要求的数据填写在表2中的空格内.
表1
次数 | R/Ω | I/A |
1 | 5 | 0.6 |
2 | 10 | 0.4 |
3 | 15 | 0.3 |
次数 | R/Ω | I/A |
1 | 5 | 0.6 |
2 | 10 | |
3 | 15 |
解:
(1)在串联电路中,导体两端电压与其阻值成正比.由电路图知,电源电压不变,在定值电阻R0不变时,改变与其串联的电阻R的阻值时,R两端电压也相应发生改变.所以应该先保持R两端电压不变,再改变阻值,研究电流与电阻的关系.
(2)在电源电压一定时,接入电路的电阻R阻值发生变化时,两端电压发生改变,同时定值电阻R0两端电压也会改变;反之,如果定值电阻两端电压改变,电阻R两端电压相应改变.所以将定值电阻换成滑动变阻器,通过移动滑片,改变两端电压,从而保持电阻R两端电压一定.正确的测量结果如下表:
故答案为:
(1)不成;不相符;
(2)没有控制定值电阻两端的电压不变;将R0换成滑动变阻器.
次数 | R/Ω | I/A |
1 | 5 | 0.6 |
2 | 10 | 0.3 |
3 | 15 | 0.2 |
(1)探究电流与电阻的关系,采用的研究方法是控制变量法,必须保持电阻两端电压一定.
(2)要对实验设计进行改进,必须找出原实验存在的不足或错误.原设计缺陷是不能保持电阻R两端电压一定,所以改进的目的是保证电阻R两端电压不变.
点评:滑动变阻器既可以使导体两端电压发生变化,也可以使导体两端电压保持不变.不论是否改变电压,都靠移动滑片改变滑动变阻器接入电路电阻实现.
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