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导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的平方成正比。
③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(5 Ω、10 Ω、15 Ω),两只滑动变阻器(“20 Ω 2 A”、“50 Ω 1 A”),导线若干。
【实验过程】
(1)根据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 。
(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 是正确的。
表一 表二
| 电压U/V | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.8 | | 电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 |
| 电流I/A | 0.12 | 0.16 | 0.20 | 0.24 | 0.28 | 电流 I/A | 0.30 | 0.15 | 0.10 |
(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: __________________________ __________________________________________。
小明在探究“电流与电压、电阻的关系”时,实验数据分别记录在表一、表二中。
表一 电阻R=15Ω
| 电压U/V | 1.5 | 3 | 4.5 |
| 电流I/A | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
表二 电压U=2V
| 电阻R/Ω | 5 | 10 | 20 |
| 电流I/A | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
(2)分析表二数据,可得出结论:_______________________________;(1分)
(3)综合(1)、(2)结论可得出电流、电压、电阻的关系表达式为:________________________;(1分)
(4)本实验采用的研究方法是___________________。(1分)
下面是某同学所做的“探究电流与电阻的关系”的实验。
⑴请用笔画线代替导线,按照图所示的电路图,将实物电路连接完整(要求连线不得交叉,电流表的量程选择要恰当)。![]()
⑵闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到 端(填“A”或“B”)。实验过程中,小华每次改变电阻R的阻值后,通过调节 ,始终保持 示数不变。
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| R/Ω | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| I/A | 0.6 | 0.3 | 0.2 | 0.15A | 0.12 |
⑶上表是小华实验过程记录的数据,可以初步得出的实验结论是
。
⑷在做第五次实验时,同组的小明在没有改变滑片P的位置,直接将R的阻值从40Ω换成50Ω后,跟着就记录了电流表的示数。这个示数可能是( )
A.0.15A B.0.14A C.0.12A D.0.1A
⑸另一组同学得到的数据得到如表的实验数据,根据数据可知:电流与电阻 (成/不成)反比,这与欧姆定律 (相符/不符),其原因是 。
小明同学用如图所示的电路研究“电流与电阻的关系”。
(1)在连接电路时,开关必须 ,在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移到 (最左端、最右端);闭合开关,调节滑动变阻器使电压表的示数为4V,电流表的示数为0.4A,则定值电阻R的阻值是 ;现将它换成20Ω的电阻接入电路来进行研究,则下一步应进行的操作是: 。
(2)小明同学按上面的电路研究通过导体的电流跟导体电阻的关系。电源电压保持不变,他不断改变R的阻值,测得相应的电流如下表,分析表中数据可知:电流跟电阻 反比(填“成”或“不成”),这与欧姆定律 (填“相符”或“不符”),其原因是 。![]()
| 次数 | R(Ω) | I(A) |
| 1 | 2 | 0.40 |
| 2 | 4 | 0.32 |
| 3 | 6 | 0.25 |