Question

16．要探究“当导体两端电压一定时，通过导体电流与电阻的关系”，实验器材有三节干电池，一块电流表，一个开关，阻值已知的定值电阻若干，导线若干，同学小华提出按图甲进行实验，同学小平认为应按图乙进行实验．
（1）在这个实验中自变量是电阻，因变量是电流，需要控制的变量是电压．
（2）若采用小平的方案，电源电压为4.5V，电压表量程为0-3V，此时电压表读数为2.5V，当将电阻从5Ω换成10Ω后，下一步的操作是向右移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V．
（3）你认为小平同学的方案好，理由是：滑动变阻器能控制电压表不变．

Answer 1

分析 （1）实验中的变量：实验过程中可以变化的因素称为变量，变量可分为：①自变量：想研究且可人为改变的变量称为自变量； ②因变量：随着自变量的变化而变化的变量称为因变量；③无关变量：在实验中，除了自变量外，实验过程中存在一些可变因素，能对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量；
（2）当将电阻换作大电阻时，由欧姆定律可得出电路中电流的变化，则可知滑动变阻器两端电压的变化，则由串联电路的电压规律可得出电压表示数的变化；由实验的目的可知，在实验中应控制电压不变，由电压表示数的变化及串联电路的分压原理可知应将滑片向哪个方向移动；
（3）利用控制变量法分析．

解答 解：（1）本题探究的是“当导体两端电压一定时，通过导体电流与电阻的关系”，所以电压是需要控制的变量，自变量是电阻，因变量是电流；
（2）电阻从5Ω换成10Ω后，电阻的阻值增加，分担的电压增加，所以应增大滑动变阻器的电阻，减小电路中的电流，从而达到减小电阻两端的电压，使电阻两端的电压为2.5V；
（3）在实验的过程中，电压表的示数应保持不变，当电阻发生变化时，应通过滑动变阻器来控制电压不变，故小平的方案好一些．
故答案为：（1）电阻；电流；电压；（2）向右移动滑动变阻器的滑片；使电压表的示数为2.5V；（3）小平；滑动变阻器能控制电压表不变．

点评 本题要求学生能熟练应用控制变量法，同时可将串联电路中，电压与电阻的关系作为结论熟记．