问题标题:
【在探究电流与电压、电阻的关系时,小明有如下猜想: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】
问题描述:
在探究电流与电压、电阻的关系时,小明有如下猜想:
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、开关各一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),2个滑动变阻器(15Ω 1A、50Ω 1A),导线若干.
表一
电压 | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.8 |
电流 | 0.12 | 0.16 | 0.20 | 0.24 | 0.28 |
电阻 | 5 | 10 | 15 |
电流 | 0.30 | 0.15 | 0.10 |
(1)小明按图连接电路时,开关应该______,滑动变阻器应移到______(选填“左”或“右”)端闭合开关前,变阻器连入电路的阻值没有调到最大值.
(2)小明正确连接电路后,通过改变______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.
(3)小红在探究猜想③时,先将5Ω的电阻连入电路中,使电压表的示数为1.5V;再换成10Ω的定值电阻,在没有移动滑片的情况下闭合开关,则电压表的示数______(选填“变大”、“变小”或“不变),要保持电压表的示数恒为1.5V,滑动变阻器的滑片应向______移动(选填“左”或“右”).
(4)小华在探究猜想③时,设计了不同的电路,保持电压表的示数为3V,得到了数据如表二,原因是小华将电压表接在______两端.
(5)小华实验时选择的滑动变阻器规格是______.
高洪奎回答:
(1)在连接电路过程中,开关要断开;
由图知,滑动变阻器连接的是左下和右上的接线柱,要使滑动变阻器接入电路的电阻最大,滑片要在最右端;
(2)由表一可以看出,实验过程探究的是电流与电压的关系,所以要保持定值电阻阻值一定,改变定值电阻两端电压;
实验结论是:在电阻一定时,电流与电压成正比,所以猜想①是正确的;
(3)要研究电流与电阻的关系,需要改变电阻阻值,但保持两端电压一定;先将5Ω的电阻连入电路中,使电压表的示数为1.5V;再换成10Ω的定值电阻,应该使电压表的示数仍然为1.5V;但在串联电路中,用电器两端电压与其阻值成正比,电阻值增大,所以两端电压增大.要保持电压表的示数恒为1.5V,就要增大滑动变阻器接入电路的电阻,使滑动变阻器两端电压增大,所以滑片要向右移动;
(4)由表二可以看出,电阻两端电压始终为5Ω×0.3A=10Ω×0.15A=15Ω×0.1A=1.5V,
而已知电源电压为4.5V,所以滑动变阻器两端电压为4.5V-1.5V=3V,已知电压表示数为3V,所以电压表并联在了滑动变阻器两端;
(5)在表二中,当定值电阻为15Ω,电路电流为0.10A时,
电路总电阻为R总=UI
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