【探究名称】在探究通过导体的电流跟导体两端电压的关系实验中
【提出问题】老师在学生们连接的简单的电路中接入了一个“神秘盒”后，如图23所示，闭合开关，小灯泡变得更亮了，接着老师又对盒内的某个元件进行操作后灯却慢慢变暗了。针对此现象小明想小灯泡先变得更亮是因为老师在“神秘小盒”内接有 ，小灯泡后来变暗则是老师对盒内的 进行了操作，才使得小灯泡中的电流发生了变化。于是他想：电路中的电流受电压和电阻的影响，那么电流与电压、电阻究竟有什么样的关系呢？
【进行猜想】在老师的启发和引导下，同学们作出了如下两个猜想：
猜想一：导体中的电流可能与导体两端的电压成正比。
猜想二：导体中的电流可能与导体的电阻成反比。
【设计并进行实验】
为了探究导体中的电流与导体两端电压的关系，应控制 不变。小宇利用如图24所示的电路，通过改变干电池节数的办法获得多组数据。小杰利用图25所示的电路通过调节滑动变阻器的滑片也获得了多组数据如下表所示。
R1=5Ω | R2=10Ω | R3=20Ω | ||||||
实验序号 | 电压U/V | 电流I/A | 实验序号 | 电压U/V | 电流I/A | 实验序号 | 电压U/V | 电流I/A[ |
1 | 1 | 0.20 | 4 | 1 | 0.10 | 7 | 1 | 0.05 |
2 | 2 | 0.40 | 5 | 2 | 0.20 | 8 | 2 | 0.10 |
3 | 3 | 0.60 | 6 | 3 | 0.30 | 9 | 3 | 0.15[ |
【分析与论证】略
【评估】（1）小宇与小杰的方案相比， 方案好些，原因是 。（写出一点即可）
（2）小杰利用三个电阻分别进行三次实验的目的是 。
（3）图甲是小杰利用电阻 （选填R1、R2或R3）的实验数据画出的图象；乙是利用上表中实验序号 的数据画出的图象。
小明、小红两同学学习了电流、电压和电阻知识后，发现电流与水管中的水流相似、电压与水压差相似，小明同学提出：导体对电流的阻碍作用可能与水管对水流阻碍作用相似，随后小红同学便提出：导体的电阻可能跟导体的长度、横截面积有关。
为了研究导体的电阻与哪些因素有关，他们设计了如图所示的 电路，且在常温下选用手头拥有的长度、横截面积不同的铝丝接入电路的MN两点间，利用电流表和电压表测量后计算出阻值，将数据记录在表一、表二中。
⑴分析比较实验序号1与4或2与5可得出的定性结论是：常温下，铝丝长度相同，铝丝的横截面积越小，电阻越______。
⑵分析比较_________（选填“表一”或“表二”）的相关数据可得出的定量结论是：常温下，铝丝横截面积相同时，铝丝的电阻与长度成______比（选填“正”或“反”）。
⑶请进一步综合分析表一、表二的相关数据，并归纳得出结论。
（a）分析比较（1与5）、（2与4）或（3与6）的数据及相关条件，可得出的初步结论是：常温下，铝丝长度与横截面积的____ __相同，电阻相同。
（b）进一步分析比较（1与5）、（2与4）和（3与6）的数据及相关条件，可得出的结论是：常温下，___________________________________________。
⑷他们继续分析表一和表二的数据及相关条件，发现无法得到导体的电阻与材料的关系。为了进一步探究导体的电阻与材料的关系，需添加的器材为________（选填“导体甲”、“导体乙”、“导体丙”）。
器材：导体甲 长度为0.2 米、横截面积为0.4毫米2的镍铬合金丝
导体乙 长度为0.2 米、横截面积为0.2毫米2的铝丝
导体丙 长度为0.45米、横截面积为0.3毫米2的康铜丝
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4.5 V），电流表、电压表各一只，开关一个，三个定值电阻（5 Ω、10 Ω、15 Ω），两只滑动变阻器（20 Ω 2 A、50 Ω 1 A），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5 Ω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1.5 V，并记下电流值；再分别改接10 Ω、15 Ω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③是正确的。实验中，小红多次移动变阻器滑片的目的是 。
（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3 V，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： 。
小方同学想比较金属材料甲和金属材料乙哪个更容易导电。现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝，规格如图表所示：
请你帮助小方同学完成下面的实验方案。
（1）请在答案题卡上画出实验电路图（用“
”表示金属丝）。
（2）根据实验电路，实验器材除金属丝、干电池、电流表、导线外，还必须选用的器材是 ？（3）为达到实验目的，写出实验应选取的金属丝是 （只需填字母代号）。
（4）通过实验，写出你是如何判断哪种金属材料更容易导电？ 。
（1）如图甲是正在使用的电流表表盘，此时电流表所选量程对应的分度值是 ，读数是 ；图乙是正在使用的电压表表盘，如果选择的是0～3Ⅴ的量程，读数为 Ⅴ，若选0～15Ⅴ的量程，分度值为 Ⅴ。
（2）在测量小灯泡电阻的实验中，因缺少电压表，扬扬利用两个电流表和一个已知阻值为5Ω的电阻R0，同样测出了小灯泡的电阻，原理如图甲所示。扬扬读出电流表 的示数为0.5A，而电
流表 的示数如图乙所示（选填“A2”或“ A2”），则小灯泡L两端的电压为 V，小灯泡L的电阻为 Ω。
在图（a）所示电路中，电源电压为6伏且不变，电阻R1=15欧，滑动变阻器R2上标有“20欧，2安”字样，现闭合电键．
（1）求通过电阻R1的电流；
（2）若电流表的示数如图（b）所示，求此时R2接入电路的阻值．
（3）移动滑动变阻器的滑片P，在不改变电表量程、电路安全工作的情况下，求R2的阻值范围．
