题目内容

19．探究电流与电压、电阻的关系．
【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系？
【猜想]①导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比．
②导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
【实验器材】电源（电压恒为4.5　V），电流表、电压表各一只，开关一个，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑动变阻器（20Ω　2A、50Ω　1A），导线若干．
【实验过程】（1）根据下图所示实物图在虚线框内画出电路图．

（2）小明按图正确连接电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表指针超过量程．小明操作中的错误是：
闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值．
（3）小明改正错误后继续实验，通过改变定值电阻R两端的电压，测得电流、电压的值如表一．分析数据可得出猜想①是正确的．
表一表二
电压1.21.62.02.42.8电阻51015
电流0.120.160.200.240.28电流0.300.150.10
（4）小红在探究猜想②时，先将5Ω的电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使与电阻并联的电压表的示数为1.5V，并记下电流值；当小红将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，在不改变滑动变阻器滑片的情况下闭合开关，则电压表的示数变大．（选填“变大”、“变小”或“不变）移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为1.5　V，并记下电流值；再分别改接10Ω、15Ω的电阻，重复上述实验，得到了表二中的实验数据．分析数据得出，猜想③是正确的．实验中，小红多次移动变阻器滑片的目的调节定值电阻两端的电压不变．
（5）小华在探究猜想③时，重新设计了电路，保持电压表的示数为3 V，得到了与表二相同的数据，也完成了实验探究，小华与小红的实验相比不同之处是电压表接在了变阻器两端．

分析 （1）根据实物图画电路图；
（2）闭合开关时，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值；
（3）实验中通过改变定值电阻R两端的电压，所以探究的是电流与电压关系，运用控制变量法分析数据得出结论；
（4）根据串联电路的分压原理分析判断电压表示数的变化情况，由实验目的可知变阻器多次移动的目的；
（5）定值电阻两端的电压和滑动变阻器两端的电压之和等于电源电压，重新设计了电路，保持电压表的示数为3V，得到了与表二相同的数据，说明定值电阻两端的电压还是1.5V不变，则滑动变阻器两端的电压是3V，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压．

解答 解：
（1）由实物图可知，电阻、变阻器和电流表串联在电路中，电压表测电阻两端电压，电路图如图所示：
；
（2）闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值；
闭合开关后，滑动变阻器分压较小，电阻两端电压较大，大于电压表量程，因此闭合开关，电流表有示数，电压表指针超过量程．
（3）由表一中数据可知，定值电阻两端电压与电流的比值是定值，所以得出的结论是：电阻一定时，导体中的电流与导体两端电压成正比．所以猜想①是正确的；
（4）如果将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，电路中的电阻变大，电流变小，因此滑动变阻器分压减小，所以电压表的示数会变大；如果控制导体两端的电压一定，通过导体的电流与导体的电阻成反比，猜想②正确；
多次移动变阻器滑片的目的是调节定值电阻两端的电压不变；
（5）滑动变阻器两端的电压和定值电阻两端的电压之和等于电源电压，小华和小红记录的数据相同，说明定值电阻两端的电压都是1.5V，电源电压是4.5V，则滑动变阻器两端的电压是3V，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压．
故答案为：
（1）见上图；（2）闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值；（3）①；（4）变大； ③；调节定值电阻两端的电压不变；（5）电压表接在了变阻器两端．

点评 （1）掌握探究电流与电阻关系时，滑动变阻器的作用是保护电路，保持定值电阻两端的电压不变．研究电流跟电压的关系时，滑动变阻器的作用是保护电路，改变定值电阻两端的电压不变．
（2）采用控制变量法研究电流跟电压、电阻的关系．

练习册系列答案
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