Question

【題目】“620”創新實驗小組的同學進行了“探究電流與電壓、電阻的關系”的實驗。

[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？

[小民同學猜想]導體的電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。

猜想的依據：_______是形成電流的原因。

[小杰同學猜想]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。

猜想的依據：電阻表示導體對電流的阻礙作用的大小。

[實驗器材]電源（電壓恒為4.5 V），電流表、電壓表各一個，開關一個，定值電阻三個（5Ω、10Ω、15Ω），滑動變阻器兩個（“20Ω 2 A”“50Ω 1 A”），導線若干。

[進行實驗]

(1)如圖所示，小民同學連接完電路后，閉合開關，發現電流表有示數，電壓表指針超過量程；其操作中存在的錯誤是__________________；

(2)小民同學糾正錯誤后繼續實驗，通過改變定值電阻R兩端的電壓，將電流表與電壓表測得的數據記錄在表一中，通過分析實驗數據，驗證了其猜想是_______（ 填“正確”或“不正確”）的；

表一

電壓U/V	1.2	1.6	2.0	2.4	2.8
電流I/A	0.12	0.16	0.20	0.24	0.28

表二

電阻R/Ω	5	10	15
電流I/A	0.3	0.15	0.10

(3)小杰同學正確連接電路驗證其猜想時，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1.5 V。并記下電流值；再分別換用10Ω、15Ω的電阻，重復上述實驗，得到了表二中的實驗數據，分析數據可驗證其猜想是正確的。實驗中需要多次移動變阻器滑片的目的是___________；

(4)小豪同學在驗證小杰同學的猜想時，重新設計了電路，保持電壓表的示數為3V，也完成了實驗探究，且告訴老師，他得到的數據與表二數據相同；

[交流評估]

(5)小杰認為小豪一定是抄了他的實驗數據，通過表二中的數據可以計算電壓的值，不可能是小豪說的“電壓表示數為3 V”。老師檢查了小豪的實驗后，告訴小杰，小豪的實驗數據沒有問題。

請你說明小豪實驗時，電壓表是如何測量出3 V的？

答：_________________；小豪選擇的滑動變阻器規格是____________；

(6)老師對小民同學做了5次實驗給予了肯定，同時建議實驗中調節滑動變阻器時，最好使定值電阻兩端的電壓呈整數倍的變化，這樣做的好處是_________________。

Answer 1

【答案】電壓 閉合開關前，變阻器連入電路的阻值沒有調到最大值 正確 使阻值不同的定值電阻兩端電壓不變 電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓 “50Ω 1A” 見解析

【解析】

[1]由于電壓是形成電流的原因，可以猜想導體的電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。

(1)[2]由圖可知，閉合開關前，變阻器連入電路的阻值沒有調到最大值，閉合開關后，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，電流表有示數，電壓表指針超過量程。

(2)[3]由表一可知，導體的電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比，驗證了其猜想是正確的。

(3)[4]實驗目的是探究電流與電阻的關系，多次移動變阻器滑片的目的是控制阻值不同的定值電阻兩端電壓不變。

(4)[5]電源電壓是4.5V，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，小杰和小豪記錄的數據相同，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]由表中數據可知通過電路的電流最小值是0.1A，變阻器連入電路的最大值

R滑==30Ω

所以滑動變阻器選擇規格是“50Ω 1A”。

(5)[7]調節滑動變阻器時，最好使定值電阻兩端的電壓呈整數倍的變化，這樣可以更容易得到電阻一定，電流和電壓的關系。