Question

【題目】“620”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)進(jìn)行了“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。

[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？

[小民同學(xué)猜想]導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。

猜想的依據(jù)：_______是形成電流的原因。

[小杰同學(xué)猜想]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。

猜想的依據(jù)：電阻表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用的大小。

[實(shí)驗(yàn)器材]電源（電壓恒為4.5 V），電流表、電壓表各一個(gè)，開關(guān)一個(gè)，定值電阻三個(gè)（5Ω、10Ω、15Ω），滑動(dòng)變阻器兩個(gè)（“20Ω 2 A”“50Ω 1 A”），導(dǎo)線若干。

[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]

(1)如圖所示，小民同學(xué)連接完電路后，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；其操作中存在的錯(cuò)誤是__________________；

(2)小民同學(xué)糾正錯(cuò)誤后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，通過改變定值電阻R兩端的電壓，將電流表與電壓表測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄在表一中，通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)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(xué)正確連接電路驗(yàn)證其猜想時(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1.5 V。并記下電流值；再分別換用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)可驗(yàn)證其猜想是正確的。實(shí)驗(yàn)中需要多次移動(dòng)變阻器滑片的目的是___________；

(4)小豪同學(xué)在驗(yàn)證小杰同學(xué)的猜想時(shí)，重新設(shè)計(jì)了電路，保持電壓表的示數(shù)為3V，也完成了實(shí)驗(yàn)探究，且告訴老師，他得到的數(shù)據(jù)與表二數(shù)據(jù)相同；

[交流評(píng)估]

(5)小杰認(rèn)為小豪一定是抄了他的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過表二中的數(shù)據(jù)可以計(jì)算電壓的值，不可能是小豪說的“電壓表示數(shù)為3 V”。老師檢查了小豪的實(shí)驗(yàn)后，告訴小杰，小豪的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)沒有問題。

請(qǐng)你說明小豪實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓表是如何測(cè)量出3 V的？

答：_________________；小豪選擇的滑動(dòng)變阻器規(guī)格是____________；

(6)老師對(duì)小民同學(xué)做了5次實(shí)驗(yàn)給予了肯定，同時(shí)建議實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，最好使定值電阻兩端的電壓呈整數(shù)倍的變化，這樣做的好處是_________________。

Answer 1

【答案】電壓 閉合開關(guān)前，變阻器連入電路的阻值沒有調(diào)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(cè)量的是滑動(dòng)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(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。

(1)[2]由圖可知，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(dòng)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。

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

(3)[4]實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄侩娏髋c電阻的關(guān)系，多次移動(dòng)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(dòng)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(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(dòng)變阻器兩端的電壓是3V，電壓表測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓。

[6]由表中數(shù)據(jù)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(dòng)變阻器選擇規(guī)格是“50Ω 1A”。

(5)[7]調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，最好使定值電阻兩端的電壓呈整數(shù)倍的變化，這樣可以更容易得到電阻一定，電流和電壓的關(guān)系。