Question

“620”创新实验小组的同学进行了“探究电流与电压、电阻的关系”的实验。

[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？

[小民同学猜想]导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。

猜想的依据：_______是形成电流的原因。

[小杰同学猜想]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。

猜想的依据：电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小。

[实验器材]电源（电压恒为4.5 V），电流表、电压表各一个，开关一个，定值电阻三个（5Ω、10Ω、15Ω），滑动变阻器两个（“20Ω  2 A”“50Ω   1 A”），导线若干。

[进行实验]

(1)如图所示，小民同学连接完电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表指针超过量程；其操作中存在的错误是__________________；

(2)小民同学纠正错误后继续实验，通过改变定值电阻R两端的电压，将电流表与电压表测得的数据记录在表一中，通过分析实验数据，验证了其猜想是_______（ 填“正确”或“不正确”）的；

表一

电压U/V	1.2	1.6	2.0	2.4	2.8
电流I/A	0.12	0.16	0.20	0.24	0.28

表二

电阻R/Ω	5	10	15
电流I/A	0.3	0.15	0.10

(3)小杰同学正确连接电路验证其猜想时，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1.5 V。并记下电流值；再分别换用10Ω、15Ω的电阻，重复上述实验，得到了表二中的实验数据，分析数据可验证其猜想是正确的。实验中需要多次移动变阻器滑片的目的是___________；

(4)小豪同学在验证小杰同学的猜想时，重新设计了电路，保持电压表的示数为3V，也完成了实验探究，且告诉老师，他得到的数据与表二数据相同；

[交流评估]

(5)小杰认为小豪一定是抄了他的实验数据，通过表二中的数据可以计算电压的值，不可能是小豪说的“电压表示数为3 V”。老师检查了小豪的实验后，告诉小杰，小豪的实验数据没有问题。

请你说明小豪实验时，电压表是如何测量出3 V的？

答：_________________；小豪选择的滑动变阻器规格是____________；

(6)老师对小民同学做了5次实验给予了肯定，同时建议实验中调节滑动变阻器时，最好使定值电阻两端的电压呈整数倍的变化，这样做的好处是_________________。

Answer

电压 闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值 正确 使阻值不同的定值电阻两端电压不变 电压表测量的是滑动变阻器两端的电压 “50Ω 1A” 见解析

【解析】

[1]由于电压是形成电流的原因，可以猜想导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。

(1)[2]由图可知，闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值，闭合开关后，滑动变阻器分压较小，电阻两端电压较大，大于电压表量程，因此闭合开关，电流表有示数，电压表指针超过量程。

(2)[3]由表一可知，导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，验证了其猜想是正确的。

(3)[4]实验目的是探究电流与电阻的关系，多次移动变阻器滑片的目的是控制阻值不同的定值电阻两端电压不变。

(4)[5]电源电压是4.5V，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，小杰和小豪记录的数据相同，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]由表中数据可知通过电路的电流最小值是0.1A，变阻器连入电路的最大值

R滑==30Ω

所以滑动变阻器选择规格是“50Ω 1A”。

(5)[7]调节滑动变阻器时，最好使定值电阻两端的电压呈整数倍的变化，这样可以更容易得到电阻一定，电流和电压的关系。