Question

19．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），兩只滑動變阻器（20Ω　2A、50Ω　1A），導(dǎo)線若干．
【實(shí)驗(yàn)過程】（1）根據(jù)下圖所示實(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：
閉合開關(guān)前，變阻器連入電路的阻值沒有調(diào)到最大值．
（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	1.2	1.6	2.0	2.4	2.8		電阻	5	10	15
電流	0.12	0.16	0.20	0.24	0.28		電流	0.30	0.15	0.10

（4）小紅在探究猜想②時(shí)，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；當(dāng)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(guān)，則電壓表的示數(shù)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(shù)為1.5　V，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，小紅多次移動變阻器滑片的目的調(diào)節(jié)定值電阻兩端的電壓不變．
（5）小華在探究猜想③時(shí)，重新設(shè)計(jì)了電路，保持電壓表的示數(shù)為3 V，得到了與表二相同的數(shù)據(jù)，也完成了實(shí)驗(yàn)探究，小華與小紅的實(shí)驗(yàn)相比不同之處是電壓表接在了變阻器兩端．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)物圖畫電路圖；
（2）閉合開關(guān)時(shí)，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值；
（3）實(shí)驗(yàn)中通過改變定值電阻R兩端的電壓，所以探究的是電流與電壓關(guān)系，運(yùn)用控制變量法分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理分析判斷電壓表示數(shù)的變化情況，由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�變阻器多次移動的目的�?br />（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，重新設(shè)計(jì)了電路，保持電壓表的示數(shù)為3V，得到了與表二相同的數(shù)據(jù)，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．

解答 解：
（1）由實(shí)物圖可知，電阻、變阻器和電流表串聯(lián)在電路中，電壓表測電阻兩端電壓，電路圖如圖所示：
；
（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；
閉合開關(guān)后，滑動變阻器分壓較小，電阻兩端電壓較大，大于電壓表量程，因此閉合開關(guān)，電流表有示數(shù)，電壓表指針超過量程．
（3）由表一中數(shù)據(jù)可知，定值電阻兩端電壓與電流的比值是定值，所以得出的結(jié)論是：電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比．所以猜想①是正確的；
（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(shù)會變大；如果控制導(dǎo)體兩端的電壓一定，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比，猜想②正確；
多次移動變阻器滑片的目的是調(diào)節(jié)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(shù)據(jù)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．
故答案為：
（1）見上圖；（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；（3）①；（4）變大； ③；調(diào)節(jié)定值電阻兩端的電壓不變；（5）電壓表接在了變阻器兩端．

點(diǎn)評 （1）掌握探究電流與電阻關(guān)系時(shí)，滑動變阻器的作用是保護(hù)電路，保持定值電阻兩端的電壓不變．研究電流跟電壓的關(guān)系時(shí)，滑動變阻器的作用是保護(hù)電路，改變定值電阻兩端的電壓不變．
（2）采用控制變量法研究電流跟電壓、電阻的關(guān)系．