Question

探究電流與電壓、電阻的關(guān)系．
【提出問(wèn)題】通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓及導(dǎo)體電阻的大小有什么關(guān)系？
【猜想】①導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與其兩端電壓成正比．
②導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與其兩端電壓的平方成正比．
③導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
【實(shí)驗(yàn)器材】電源（電壓恒為4.5Ⅵ，電流表、電壓表各一只，開(kāi)關(guān)一個(gè)，三個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω），兩只滑動(dòng)變阻器（20Ω 2A、50Ω 1A），導(dǎo)線若干．
【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】（1）根據(jù)圖所示實(shí)物圖在虛線框內(nèi)畫(huà)出電路圖．

（2）小明按圖正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，電壓表指針超過(guò)量程．小明操作中的錯(cuò)誤是

變阻器連入電路的阻值沒(méi)有調(diào)到最大值（或電壓表選用的量程太�。�

．
（3）小明改正錯(cuò)誤后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)改變定值電阻R兩端的電壓，測(cè)得電流、電壓的值如表一．分析數(shù)據(jù)可得出猜想

①

是正確的．
表一                                  表二

電壓U/V	1.2	1.6	2.0	2.4	2.8		電阻R/Ω	5	10	15
電流I/A	0.12	0.16	0.20	0.24	0.28		電流 I/A	0.30	0.15	0.10

（4）小紅在探究猜想③時(shí)，先將5Ω的電阻連入電路中，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，使與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為1.5 V，并記下電流值；再分別改接10Ω、15Ω的電阻，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到了表二中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．分析數(shù)據(jù)得出，猜想③是正確的．實(shí)驗(yàn)中，小紅多次移動(dòng)變阻器滑片的目的是：

保持定值電阻兩端的電壓不變

．
（5）小華在探究猜想③時(shí)，重新設(shè)計(jì)了電路，保持電壓表的示數(shù)為3V，得到了與表二相同的數(shù)據(jù)，也完成了實(shí)驗(yàn)探究．小華與小紅的實(shí)驗(yàn)相比不同之處是：

電壓表接在了變阻器兩端

．
【知識(shí)拓展】（1）小明實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇的是

10

Ω電阻．（2）小紅實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇的變阻器規(guī)格是

50Ω 1A

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電流流向法，先畫(huà)出電源的符號(hào)，從電源的負(fù)極依次畫(huà)出串聯(lián)的電路原件回到負(fù)極，然后把電壓表并聯(lián)在電阻的兩端；
（2）閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，電壓表指針超過(guò)量程說(shuō)明滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻過(guò)小或者電流表的量程選擇過(guò)��；
（3）分析表格中的數(shù)據(jù)結(jié)合控制變量法即可判斷那個(gè)猜想正確；
（4）探究電流與電阻之間的關(guān)系時(shí)應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，改變定值電阻的阻值時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表的示數(shù)保持不變
（5）定值電阻兩端的電壓和滑動(dòng)變阻器兩端的電壓之和等于電源電壓，當(dāng)小華在探究猜想③時(shí)，重新設(shè)計(jì)了電路，保持電壓表的示數(shù)為3V，得到了與表二相同的數(shù)據(jù)，說(shuō)明定值電阻兩端的電壓還是1.5V不變，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓是3V，電壓表測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓．
知識(shí)拓展：
①根據(jù)表一中的數(shù)據(jù)，結(jié)合歐姆定律即可求出電阻值；
②求出滑動(dòng)變阻器的最大電阻以及電路中的最大電流，然后根據(jù)所求數(shù)值選擇滑動(dòng)變阻器的規(guī)格．

解答：解：（1）先畫(huà)出電源的符號(hào)，然后根據(jù)流向法，從電源的再次出發(fā)依次畫(huà)出開(kāi)關(guān)、電流表、定值電阻、滑動(dòng)變阻器回到負(fù)極，然后把電壓表并聯(lián)在定值電阻的兩端，如下圖所示：

（2）小明在閉合開(kāi)關(guān)前，變阻器連入電路的阻值沒(méi)有調(diào)到最大值（或電壓表選用的量程太小），才導(dǎo)致了電壓表指針超過(guò)量程；
（3）由表格數(shù)據(jù)可知，電流變化的倍數(shù)與電壓變化的倍數(shù)相等，
故可得結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與其兩端電壓成正比，猜想①是正確的；
（4）探究電流與電阻之間的關(guān)系時(shí)應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表的示數(shù)不變；
（5）滑動(dòng)變阻器兩端的電壓和定值電阻兩端的電壓之和等于電源電壓，小華和小紅記錄的數(shù)據(jù)相同，說(shuō)明定值電阻兩端的電壓都是1.5V，電源電壓是4.5V，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓是3V，電壓表測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓；
知識(shí)拓展：
①小明實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表一，R=

U

I

=10Ω．
②在電阻由5Ω→10Ω→15Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器和定值電阻是串聯(lián)的，電流相等，電源電壓是4.5V，定值電阻的電壓是1.5V，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓是3V，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大是30Ω，最大電流是0.3A，所以滑動(dòng)變阻器選擇50Ω、1A．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）變阻器連入電路的阻值沒(méi)有調(diào)到最大值（或電壓表選用的量程太�。�；
（3）①；
（4）保持定值電阻兩端的電壓不變；
（5）電壓表接在了變阻器兩端；
【知識(shí)拓展】①10；②50Ω 1A．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了根據(jù)實(shí)物圖畫(huà)電路圖、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力，能通過(guò)數(shù)據(jù)判斷電流與電壓的正比關(guān)系以及根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是比較難的問(wèn)題，即要考慮需要的電阻又要考慮允許通過(guò)的電流．