Question

7．在採(cǎi)究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”的過(guò)程中，兩小組同學(xué)提出了以下猜想：
小組1猜想：電流可能跟電壓成正比；小組2猜想：電流可能跟電阻成反比．
（1）小組1的做法是：按如圖1所示連接電路，此時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)（選填“斷開(kāi)”或“閉合”）．
保持定值電阻和R=10Ω不變．閉合開(kāi)關(guān)S后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R'，得到多組數(shù)據(jù)如表．在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得出導(dǎo)體中的電流I與導(dǎo)體兩端電壓U的關(guān)系式為$R=\frac{U}{I}$．

U/N	1	1.5	2	2.5	3	3.5
I/A	0.1	0.15	0.2	0.25	0.3	0.35

（2）為探究“電流與電阻的關(guān)系”小組2的同學(xué)連接了如圖2所示的電路．
實(shí)驗(yàn)步驟為：
步驟一、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，讓5Ω電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為2V，把電阻值和電流表示數(shù)計(jì)入表格；
步驟二、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將5Ω電阻換成10Ω電阻，閉合開(kāi)關(guān)后，當(dāng)觀察到電壓表示數(shù)為2V，記錄電流表示數(shù)和電阻值；
步驟三、仿照步驟二，再做四次實(shí)驗(yàn)，記錄每次實(shí)驗(yàn)中的電流值和電阻值．
①請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，將步驟二補(bǔ)充完整．
②步驟二中，在記錄電流表示數(shù)時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片的位置比步驟一中更偏右（選 填“左”或“右”）
③小組2的同學(xué)們做實(shí)驗(yàn)時(shí)用三節(jié)干電池作號(hào)源，同時(shí)為了采集六組數(shù)據(jù)，從實(shí)驗(yàn)室借到了阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的六個(gè)定值電阻．已知實(shí)驗(yàn)室的滑動(dòng)變阻器有三種型號(hào)，分別是“20Ω，2A”、“50Ω，1.5A”、“500Ω，1A”，請(qǐng)你通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)際操作過(guò)程得出，小組2的同學(xué)使用的滑動(dòng)變阻器的型號(hào)是“50Ω 1.5A”；，選擇該型號(hào)滑動(dòng)變阻器的原因是實(shí)驗(yàn)中變阻器的最小阻值為37.5Ω，“500Ω，1A”滑動(dòng)變阻器的阻值太大．

Answer 1

分析 （1）為了保護(hù)電路，在連接電路的過(guò)程中，要斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比；
（2）探究“電流跟電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，要采用控制變量法；即研究電流跟電壓關(guān)系時(shí)，控制電阻不變，研究電流跟電阻關(guān)系時(shí)要保持電壓不變．用小電阻替換大電阻后，電阻分壓變小，電壓表示數(shù)變小，為保持電阻兩端電壓不變，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，減小滑動(dòng)變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓變大，以便保持電阻兩端電壓不變；根據(jù)出定值電最小時(shí)的電路電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)，然后選擇滑動(dòng)變阻器．

解答 解：（1）為防止連接最后一根導(dǎo)線時(shí)電路中的電流過(guò)大、燒壞電路原件，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；由表格中的數(shù)據(jù)可知：電壓與電流的比值為定值，即：$R=\frac{U}{I}$；
（2）①②將5Ω電阻換成10Ω電阻，閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于2V，為保持電壓表的示數(shù)2V不變，應(yīng)減小電路中的電流，即滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)增大接入電路的電阻；
③當(dāng)30Ω的電阻接入電路后，電阻兩端的電壓為2V，則通過(guò)電阻的電流為：I=$\frac{2V}{30Ω}=\frac{1}{15}A$，此時(shí)滑動(dòng)變阻器應(yīng)該接入的阻值為R′=$\frac{4.5V-2V}{\frac{1}{15}A}=37.5Ω$；由于“500Ω，1A”的滑動(dòng)變阻器的阻值較大，在調(diào)節(jié)的過(guò)程中，阻值變化較大，不利于實(shí)驗(yàn)的操作；綜上所述，可知應(yīng)該選擇規(guī)格為“50Ω 1.5A”．
故答案為：（1）斷開(kāi)；$R=\frac{U}{I}$；（2）①2.5；②右；③“50Ω 1.5A”；實(shí)驗(yàn)中變阻器的最小阻值為37.5Ω，“500Ω，1A”滑動(dòng)變阻器的阻值太大．

點(diǎn)評(píng) 研究導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系時(shí)，怎樣調(diào)節(jié)才能保證導(dǎo)體兩端的電壓不變，是此題的關(guān)鍵．