Question

（2012?玉林模擬）探究電流與電壓、電阻的關系．
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，開關一個，三個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω），滑動變阻器（20Ω 2A，50Ω　1A），導線若干．
實驗過程：
（1）根據圖所示實物圖在虛線框內畫出電路圖．
（2）小明按圖正確連接電路后，閉合開關，發現電流表有示數，電壓表指針超過量程．小明操作中的錯誤是：

閉合開關前，變阻器連入電路的阻值沒有調到最大值

．
（3）小明改正錯誤后繼續實驗，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．分析數據可得出猜想

①

是正確的．
（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，移動滑片，使與電阻并聯的電壓表的示數為1.5V，并記下電流值；當小紅將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，在不改變滑動變阻器滑片的情況下閉合開關，則電壓表的示數

變大

．（選填“變大”、“變小”或“不變）移動滑動變阻器滑片，使電壓表的示數為1.5V，并記下電流值；再改接15Ω的電阻，重復上述實驗，得到了表二中的實驗數據．分析數據得出，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

保持定值電阻兩端的電壓不變

．
表一                                      

電壓	1.2	1.6	2.0	2.4	2.8
電流	0.12	0.16	0.20	0.24	0.28

表二

電阻	5	10	15
電流	0.30	0.15	0.10

（5）小華在探究猜想③時，重新設計了電路，保持電壓表的示數為3V，得到了與表二相同的數據，也完成了實驗探究．小華與小紅的實驗相比不同之處是：

電壓表接在了變阻器兩端

．
知識拓展：
（6）小明實驗時選擇的是

10

Ω電阻．小紅實驗時選擇的變阻器規格是

50Ω 1A

．

Answer 1

分析：（1）由實物圖畫電路圖的方法：從電源的正極開始，順著電流的路徑，依次開關、電流表、定值電阻、滑動變阻器，到電源的負極．最后把電壓表并列連接在定值電阻兩端．
（2）電壓表指針超過量程，說明定值電阻的電壓太大，滑動變阻器的電壓太小，滑動變阻器連入的電阻太小，也就是閉合開關之前，滑片沒有處于最大阻值處．
（3）當電壓和電流的比值一定時，兩者成正比，當電壓和電流的乘積一定時，兩者成反比．
（4）根據串聯電路其分壓作用判斷電壓表的示數；探究電流跟電阻的關系時，采用控制變量法，改變電阻大小，通過移動滑動變阻器的滑片，保持電壓一定，記錄電流大小，研究電流跟電阻的關系．
（5）定值電阻兩端的電壓和滑動變阻器兩端的電壓之和等于電源電壓，當小華在探究猜想③時，重新設計了電路，保持電壓表的示數為3V，得到了與表二相同的數據，說明定值電阻兩端的電壓還是1.5V不變，則滑動變阻器兩端的電壓是3V，電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓．
（6）①根據表一中的數據，結合歐姆定律即可求出電阻值；
②求出滑動變阻器的最大電阻以及電路中的最大電流，然后根據所求數值選擇滑動變阻器的規格．

解答：解：（1）從電源正極開始，依次經過開關、電流表、定值電阻、滑動變阻器，回到電源負極．電壓表測量定值電阻的電壓，把電壓表并聯在定值電阻兩端．如圖．

（2）閉合開關，發現電流表有示數，電壓表指針超過量程，定值電阻的電壓太大，滑動變阻器的電壓太小，電阻太小，所以閉合開關前，變阻器連入電路的阻值沒有調到最大值．
（3）由表一數據可知，電壓和電流的比值為定值，所以導體的電阻一定時，通過導體的電流與其兩端電壓成正比．猜想①正確． 
（4）如果將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，電路中的電阻變大，電流變小，因此滑動變阻器分壓減小，所以電壓表的示數會變大；如果控制導體兩端的電壓一定，通過導體的電流與導體的電阻成反比，猜想③正確；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）滑動變阻器兩端的電壓和定值電阻兩端的電壓之和等于電源電壓，小華和小紅記錄的數據相同，說明定值電阻兩端的電壓都是1.5V，電源電壓是4.5V，則滑動變阻器兩端的電壓是3V，電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓．
（6）①小明實驗數據如表一，R=

U

I

=10Ω．
②在電阻由5Ω→10Ω→15Ω時，滑動變阻器和定值電阻是串聯的，電流相等，電源電壓是4.5V，定值電阻的電壓是1.5V，則滑動變阻器兩端的電壓是3V，滑動變阻器接入電路的電阻最大是30Ω，最大電流是0.3A，所以滑動變阻器選擇50Ω、1A．
故答案為：（2）閉合開關前，變阻器連入電路的阻值沒有調到最大值；（3）①；
（4）變大； ③；保持定值電阻兩端的電壓不變；（5）電壓表接在了變阻器兩端；（6）10；  50Ω 1 A．

點評：本題考查了根據實物圖畫電路圖、對實驗數據的處理能力，能通過數據判斷電流與電壓的正比關系以及根據實驗要求選擇滑動變阻器的規格是比較難的問題，既要考慮需要的電阻又要考慮允許通過的電流．