Question

探究电流与电压、电阻的关系．
提出问题：通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系？
猜想：
①导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比．
②导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压的平方成正比．
③导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
实验器材：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一只，开关一个，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），滑动变阻器（20Ω 2A，50Ω 1A），导线若干．
实验过程：
（1）根据图所示实物图在虚线框内画出电路图．
（2）小明按图正确连接电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表指针超过量程．小明操作中的错误是：    ．
（3）小明改正错误后继续实验，通过改变定值电阻R两端的电压，测得电流、电压的值如表一．分析数据可得出猜想    是正确的．
（4）小红在探究猜想③时，先将5Ω的电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使与电阻并联的电压表的示数为1.5V，并记下电流值；当小红将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，在不改变滑动变阻器滑片的情况下闭合开关，则电压表的示数    ．（选填“变大”、“变小”或“不变）移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为1.5V，并记下电流值；再改接15Ω的电阻，重复上述实验，得到了表二中的实验数据．分析数据得出，猜想    是正确的．实验中，小红多次移动变阻器滑片的目的是    ．
表一                                      

电压	1.2	1.6	2.0	2.4	2.8
电流	0.12	0.16	0.20	0.24	0.28

表二

电阻	5	10	15
电流	0.30	0.15	0.10

（5）小华在探究猜想③时，重新设计了电路，保持电压表的示数为3V，得到了与表二相同的数据，也完成了实验探究．小华与小红的实验相比不同之处是：    ．
知识拓展：
（6）小明实验时选择的是    Ω电阻．小红实验时选择的变阻器规格是    ．

Answer

（1）由实物图画电路图的方法：从电源的正极开始，顺着电流的路径，依次开关、电流表、定值电阻、滑动变阻器，到电源的负极．最后把电压表并列连接在定值电阻两端．
（2）电压表指针超过量程，说明定值电阻的电压太大，滑动变阻器的电压太小，滑动变阻器连入的电阻太小，也就是闭合开关之前，滑片没有处于最大阻值处．
（3）当电压和电流的比值一定时，两者成正比，当电压和电流的乘积一定时，两者成反比．
（4）根据串联电路其分压作用判断电压表的示数；探究电流跟电阻的关系时，采用控制变量法，改变电阻大小，通过移动滑动变阻器的滑片，保持电压一定，记录电流大小，研究电流跟电阻的关系．
（5）定值电阻两端的电压和滑动变阻器两端的电压之和等于电源电压，当小华在探究猜想③时，重新设计了电路，保持电压表的示数为3V，得到了与表二相同的数据，说明定值电阻两端的电压还是1.5V不变，则滑动变阻器两端的电压是3V，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压．
（6）①根据表一中的数据，结合欧姆定律即可求出电阻值；
②求出滑动变阻器的最大电阻以及电路中的最大电流，然后根据所求数值选择滑动变阻器的规格．
【解析】
（1）从电源正极开始，依次经过开关、电流表、定值电阻、滑动变阻器，回到电源负极．电压表测量定值电阻的电压，把电压表并联在定值电阻两端．如图．

（2）闭合开关，发现电流表有示数，电压表指针超过量程，定值电阻的电压太大，滑动变阻器的电压太小，电阻太小，所以闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值．
（3）由表一数据可知，电压和电流的比值为定值，所以导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比．猜想①正确． 
（4）如果将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，电路中的电阻变大，电流变小，因此滑动变阻器分压减小，所以电压表的示数会变大；如果控制导体两端的电压一定，通过导体的电流与导体的电阻成反比，猜想③正确；多次移动变阻器滑片的目的是保持定值电阻两端的电压不变；
（5）滑动变阻器两端的电压和定值电阻两端的电压之和等于电源电压，小华和小红记录的数据相同，说明定值电阻两端的电压都是1.5V，电源电压是4.5V，则滑动变阻器两端的电压是3V，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压．
（6）①小明实验数据如表一，R==10Ω．
②在电阻由5Ω→10Ω→15Ω时，滑动变阻器和定值电阻是串联的，电流相等，电源电压是4.5V，定值电阻的电压是1.5V，则滑动变阻器两端的电压是3V，滑动变阻器接入电路的电阻最大是30Ω，最大电流是0.3A，所以滑动变阻器选择50Ω、1A．
故答案为：（2）闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值；（3）①；
（4）变大； ③；保持定值电阻两端的电压不变；（5）电压表接在了变阻器两端；（6）10；  50Ω 1 A．