Question

7．探究電流與電壓、電阻的關(guān)系．
【提出問題】通過導體的電流與導體兩端電壓及導體電阻的大小有什么關(guān)系？
【猜想】①導體的電阻一定時，通過導體的電流與其兩端電壓成正比．
②導體的電阻一定時，通過導體的電流與其兩端電壓的平方成正比．
③導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．
【實驗器材】電源（電壓恒為4.5V），電流表、電壓表各一只，開關(guān)一個，三個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω），兩只滑動變阻器（20Ω  2A、50Ω  1A），導線若干．

【實驗過程】
（1）根據(jù)圖1所示實物圖在圖2內(nèi)畫出電路圖．
（2）小明按圖正確連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，電壓表指針超過量程．小明操作中的錯誤是閉合開關(guān)前，變阻器連入電路的阻值沒有調(diào)到最大值（或電壓表選擇量程太�。�．
（3）小明改正錯誤后繼續(xù)實驗，通過改變定值電阻R兩端的電壓，測得電流、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，先將5Ω的電阻連入電路中，閉合開關(guān)，移動滑片，使與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為1.5V，并記下電流值；再分別改接10Ω、15Ω的電阻，重復上述實驗，得到了表二中的實驗數(shù)據(jù)．分析數(shù)據(jù)得出，猜想③是正確的．實驗中，小紅多次移動變阻器滑片的目的是保持電壓表示數(shù)不變．
（5）小華在探究猜想③時，重新設計了電路，保持電壓表示數(shù)為3V，得到了與表二相同的數(shù)據(jù)，也完成了探究．小華與小紅的實驗相比不同之處是：小華將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器上．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實物圖連接電路圖是電學實驗的基本要求，根據(jù)電路圖的畫圖規(guī)則進行畫圖；
（2）實驗前，應該將滑動變阻器連入電路的阻值調(diào)到最大值；
（3）探究“電流跟電壓、電阻的關(guān)系”實驗中要用控制變量法；
研究電流跟電壓關(guān)系時，控制電阻不變；
（4）研究電流跟電阻關(guān)系時要保持電壓不變；
（5）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)分析定值電阻兩端的電壓，由串聯(lián)電路的電壓關(guān)系得出結(jié)論．

解答 解：（1）由實物圖可知，定值電阻和滑動變阻器是串聯(lián)的，電壓表測的是定值電阻兩端的電壓，電流表測的是通過整個電路的電流，電路圖如圖所示：

（2）小明在閉合開關(guān)前，變阻器連入電路的阻值沒有調(diào)到最大值（或電壓表選擇量程太小），才導致了電壓表指針超過量程；
（3）由表格數(shù)據(jù)可知，當導體的電阻一定時，通過導體的電流與其兩端電壓成正比，猜想①是正確的；
（4）探究電流與電阻的關(guān)系，需保持電阻兩端的電壓相同，所以多次移動變阻器滑片的目的是保持定值電阻兩端的電壓不變；
（5）由表二可知，電阻了的電壓U=IR=1.5V，變阻器兩端的電壓U滑=4.5V-1.5V=3V；所以小紅的實驗將電壓表與變阻器并聯(lián)了．
故答案為：（1）如上圖；（2）閉合開關(guān)前，變阻器連入電路的阻值沒有調(diào)到最大值（或電壓表選擇量程太�。�；（3）①；（4）保持電壓表示數(shù)不變；（5）小華將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器上．

點評 該題是對探究電流、電壓和電阻三者之間的關(guān)系，為歐姆定律做鋪墊，側(cè)重考查控制變量法．