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4.5 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)根据图示实物图在虚线框内画出电路图____。

(2)小明正确连接电路后，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。

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	0.30	0.15	0.10

(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：________。

（知识拓展）

(1)小明实验时选择的是____Ω电阻。

(2)小红实验时选择的变阻器规格是____。

Answer

闭合开关前，滑动变阻器滑片没有滑到最大阻值处 ① 保持定值电阻两端电压不变 电压表接在了滑动变阻器两端 10 50 Ω 1 A

【解析】

(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，最后把电压表并联接在定值电阻两端；(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，即滑动变阻器连入电路的电阻太小，也就是闭合开关之前，滑片没有滑到最大阻值处；(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；由表一可知二者的比值是一定的；(4)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3 V，得到了与表二相同的数据，说明定值电阻两端的电压还是1.5 V不变，则滑动变阻器两端的电压是3 V，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压．

【知识拓展】(1)10 (2)“50 Ω 1 A”

根据表一可以知道小明所选电阻是10 Ω，根据表二知当定值电阻的阻值是15 Ω时，电流为0.1 A，总电阻R＝＝45 Ω，滑动变阻器连入电路中的电阻R1＝45 Ω－15 Ω＝30 Ω，所以应选择“50 Ω 1 A”的滑动变阻器．