Question

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？【

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4.5V），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）根据图1所示实物图在图2虚线框内画出电路图．（2）小明按图1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．但是表中有一个数值是错误的，这个错误的数值是______，错误的原因是______．改正这个数值后分析数据可得出猜想______是正确的．表一 电压U/V1.21.62.02.42.8电流I/A0.120.16 1.00.240.28表二电阻R/Ω51015电流I/A0.300.150.10（4）小红在探究猜想③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1.5 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是______．（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：______．【知识拓展】（1）小明实验时选择的是______Ω电阻．（2）小红实验时选择的变阻器规格是______．（3）如果电源电压未知但保持不变，已知滑动变阻器的最大阻值为Rm，只允许使用两只电表中的任意1只且在实验过程中不能移动电表的位置，你能测出一个未知电阻的阻值吗？请在图3虚线框内画出电路图，写出实验步骤和需测的物理量并写出Rx的最终表达式．①实验步骤和需测的物理量：Ⅰ、______Ⅱ、______．②Rx的最终表达式______．

Answer 1

【实验过程】
（1）分析实物电路图，根据实物电路图作出实验电路图，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）由表格中数据知，电压和电流的比值为10，即电阻为10Ω，则当电压为2V时，电流I=

U

R

=

2V

10Ω

=0.2A，1A是0.2A的5倍，可见错误的原因可能是看错量程了；
由表格中数据知，电阻不变，导体中的电流与电压成正比，猜想1正确；
（4）探究电流与电阻之间的关系时应控制电阻两端的电压不变，通过调节滑动变阻器使电压表的示数不变；
（5）由表格中数据知，小华是探究电流和电压的关系，小红是探究电流和电阻的关系．
知识扩展：
（1）小明实验数据如表一，R=

U

I

=10Ω．
（2）在电阻由5Ω→10Ω→15Ω时，滑动变阻器和定值电阻是串联的，电流相等，电源电压是4.5V，定值电阻的电压是1.5V，则滑动变阻器两端的电压是3V，滑动变阻器接入电路的电阻最大是30Ω，最大电流是0.3A，所以滑动变阻器选择“50Ω  1A”． 
（3）假如只有电压表，无电流表，使灯泡与滑动变阻器串联，电压表与灯泡并联，开关串联在电路中控制电路．
电路图如图所示：

①实验步骤和需测的物理量：
Ⅰ、在滑动变阻器阻值最大值R_m测灯泡两端电压U₁，
Ⅱ、在滑动变阻器阻值为0时，测灯泡两端电压U₂，即电源电压；
②∵I_m=I_L，
∴

U2?U1

Rm

=

U1

RL

，
则R_x=

U1

U2?U1

．
故答案为：【实验过程】（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）1.0；读数时，看错量程；①；（4）控制电阻两端的电压不变；（5）小华是探究电流和电压的关系，小红是探究电流和电阻的关系；【知识拓展】（1）10；（2）“50Ω  1A”；（3）在滑动变阻器阻值最大值R_m测灯泡两端电压U₁；在滑动变阻器阻值为0时，测灯泡两端电压U₂，即电源电压；（4）

U1

U2?U1

．