探究電流與電壓、電阻的關系

吳桂明

周末，三個小伙伴相約一起去劇場看演出，愛觀察的小研發現舞臺上燈光漸亮，音樂漸起，幽靜的湖畔。朦朧的月色，一群美麗的白天鵝出現在舞臺上，隨著燈光的變化翩翩起舞，回到家后，三個小伙伴不禁開始思考：舞臺上燈光強弱和聲音大小的變化都是通過什么來控制的呢？

愛思考的小理理直氣壯地說：“那當然是通過改變我們剛剛學過的電流來控制了。”

“那電流又是怎樣改變的呢？”小淘著急地問道。

小研若有所思地說：“電壓是電路中產生電流的條件，電壓越大，電流越大。”

沒等小研說完，小淘搶著說道：“我知道了，電阻對導體中的電流有阻礙作用，電阻越大，電流越小。”

“你們說得都有道理，我們還是通過實驗來驗證吧，”小理繼續補充道，“這里影響電流大小的因素有兩個。所以研究電流與電壓的定量關系時就要保證電阻不變。”

“嗯，對，設計實驗時我們需要采用控制變量法，研究電流與電阻的關系時就要保證電阻兩端的電壓不變，觀察通過不同電阻的電流怎樣變化，”小淘也不甘示弱。

“說得好，那我們就趕緊開始吧！”

“好啊，你們看，我已經把電路圖畫好了，”小淘很快就畫出了實驗電路（如圖1所示）。

“你這個電路只能完成一次實驗，這樣得出的結論也不具有普遍性呀！”小理立刻就發表了意見。并繼續解釋道，“應在電路中串聯一個滑動變阻器，若研究I與U的關系，可以連續調節R兩端的電壓;在探究I與R的關系時，還可以用滑動變阻器來保持不同電阻兩端的電壓不變，這樣我們能夠進行多次實驗，獲取多組數據。便于分析歸納結論。”

小淘不服氣地說：“換電源不也可以實現改變電阻兩端電壓的目的嗎？探究I與U的關系時我直接換電源不就行了，等探究I與R的關系時我就不換電源，只換電阻。”

“換電源可以達到改變電阻兩端電壓的目的，但是拆接電路比較麻煩，另外，電源在使用過程中，電壓會有損耗，不能保證電阻兩端的電壓是不變的，”小理耐心解釋道。

小研、小淘異口同聲：“哦！明白了，”同時他們立刻修改了實驗電路（如圖2）并連接實物圖進行實驗。

實驗結束后，急性子的小淘搶先總結說：“我發現電流隨著電壓的增大而增大，且電壓增大到原來的幾倍，電流也增大到原來的幾倍;電流隨著電阻的增大而減小，且電阻增大到原來的幾倍，電流則變為原來的幾分之一。”

小研接著補充道：“你敘述的結論不完整，缺少控制變量思想，應為‘在電阻一定吋，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比;在電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比’，”

同學們，你們也快動手試試吧。