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
|
(4)小红在探究猜想③时,先将5 Ω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10 Ω、15 Ω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】小红实验时选择的变阻器规格是
。