Question

物理兴趣小组的同学们想探究通过导体的电流与电压的关系．实验室有电源、电压表、电流表、滑动变阻器、规格不同的定值电阻、开关和导线等器材各若干供同学们选择，实验所用电路如图所示．

（1）他们测得多组数据记录在表一中，在给定的坐标纸上作出图象，分析得出了结论．在与其他组交流时发现虽然各小组作出的图象都是正确的，但是在相同的坐标纸上有些小组的图象却明显不同．请你利用表中数据在右图中作出I﹣U图象，并回答造成这种不同的原因：____．

表一		表二
实验次数	1	2	3	4	5		实验组次	1	2	3
电压U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0		电阻R/Ω	5	10	20
电流I/A	0.1	0.15	0.2	0.25	0.3		电流I/A	0.4	0.2	0.16

（2）接着小组同学拿来5 Ω、10 Ω、15 Ω的三个定值电阻，探究“电流与电阻的关系”，实验中数据读取准确无误．

①由于操作不当，导致表二中第____次实验的数据存在错误，出错的原因是____．

改正表二的错误后，分析数据我们得到的结论是____

②记录第1次实验数据时，定值电阻与滑动变阻器消耗功率的比值a；记录第2次实验数据时，定值电阻与滑动变阻器消耗功率的比值b；则a____b (大于/小于/等于”)．

Answer

选取的定值电阻的阻值不同 三 没有控制电阻两端电压不变 见解析所示 等于

【解析】

（1）根据表格一中的数据利用描点连线法作出I-U图象，如下图所示：

实验中各小组所使用的定值电阻的阻值可能各不相同，所以，在相同的坐标纸上有些小组的图象却明显不同；

（2）探究“电流与电阻的关系”时，有控制变量法知道，需要控制电阻两端的电压不变，根据欧姆定律，由表二中的数据知道，第一次与第二次实验时，电阻两端的电压都是2V，而第三次不是，所以，第三次实验的数据存在错误；改正表二的错误后，分析数据我们得到的结论是：电压一定时，导体中的电流与其电阻成反比。

（3）设电源电压是U，第一次与第二次实验时电路中滑动变阻器接入电路的电阻分别是R滑1和R滑2，根据表格数据，由欧姆定律知道，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次实验时，定值电阻消耗的功率是： ，滑动变阻器消耗的功率是：

第1次实验时，定值电阻消耗的功率是：，滑动变阻器消耗的功率是：

根据题意知道， a= ，b= ，又因为2 R滑1= R滑2，所以， ，即a=b。