Question

某小組同學(xué)在探究電流與電壓、電阻的關(guān)系．

提出問題：通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓及導(dǎo)體電阻的大小有什么關(guān)系？
猜想：①導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓成正比．
②導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓的平方成正比．
③導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
實(shí)驗(yàn)器材：電源（電壓恒為4.5 V），電流表、電壓表各一只，開關(guān)一個(gè)，三個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω），一個(gè)滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干．
實(shí)驗(yàn)過程：
（1）根據(jù)圖所示實(shí)物圖在虛線框內(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(cuò)誤是

變阻器連入電路的阻值沒有調(diào)到最大值（或電壓表選用的量程太小）

．
（3）小明改正錯(cuò)誤后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，通過改變定值電阻R兩端的電壓，測(cè)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．他選擇的是

10

Ω的電阻．
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(shí)，先將5Ω的電阻連入電路中，閉合開關(guān)，移動(dòng)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(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到了表二中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．分析數(shù)據(jù)得出，猜想③是正確的．實(shí)驗(yàn)中，小紅多次移動(dòng)變阻器滑片的目的是

保持定值電阻兩端的電壓不變

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電流流向法，先畫出電源的符號(hào)，從電源的負(fù)極依次畫出串聯(lián)的電路原件回到負(fù)極，然后把電壓表并聯(lián)在電阻的兩端；
（2）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說明滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻過小或者電流表的量程選擇過小；
（3）分析表格中的數(shù)據(jù)結(jié)合控制變量法即可判斷那個(gè)猜想正確，然后歐姆定律結(jié)合表格中任意一組數(shù)據(jù)求出定值電阻的阻值；
（4）探究電流與電阻之間的關(guān)系時(shí)應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，改變定值電阻的阻值時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表的示數(shù)保持不變．

解答：解：
（1）先畫出電源的符號(hào)，然后根據(jù)流向法，從電源的再次出發(fā)依次畫出開關(guān)、電流表、定值電阻、滑動(dòng)變阻器回到負(fù)極，然后把電壓表并聯(lián)在定值電阻的兩端，如下圖所示：

（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（或電壓表選用的量程太小），才導(dǎo)致了電壓表指針超過量程；
（3）由表格數(shù)據(jù)可知，電流變化的倍數(shù)與電壓變化的倍數(shù)相等，
故可得結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓成正比，猜想①是正確的；
探究電流與電壓之間的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制定值電阻的阻值不變，
由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)U=1.2V，I=0.12A，故R=

U

I

=

1.2V

0.12A

=10Ω；
（4）探究電流與電阻之間的關(guān)系時(shí)應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表的示數(shù)不變．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）變阻器連入電路的阻值沒有調(diào)到最大值（或電壓表選用的量程太小）；
（3）①；10Ω；
（4）保持定值電阻兩端的電壓不變．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了根據(jù)實(shí)物圖畫電路圖、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力、電路現(xiàn)象的判斷、滑動(dòng)變阻器的使用，關(guān)鍵是能結(jié)合控制變量法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)判斷猜想是否正確和判斷滑動(dòng)變阻器的作用．