在探究电流与电压、电阻的关系中:
【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】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),三只滑动变阻器(10Ω 1.5A、20Ω 1.5A、50Ω 1A),导线若干.
【实验过程】
(1)在图2虚线框内画出图1所示实物图的电路图.
图1 图2
(2)小明按图1正确连接电路后,闭合开关前,应把滑动变阻器的滑片滑到最 端(选填“左”或“右”),闭合开关后,发现电流表示数为0,电压表指针超过量程.你认为造成这一现象的原因是 .
(3)小红在探究时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为1.5V,并记下电流值.接着断开开关,取下5Ω电阻,改接10Ω的电阻(滑动变阻器滑片位置未动),当他接入10Ω电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器滑片向 端移动(选填“左”或“右”),直至 ,再次记下电流值.
(4)接着小红换用15Ω的电阻重复上述实验,得到了下表中的实验数据,分析数据得出: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.
电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 |
电流 I/A | 0.30 | 0.15 | 0.10 |
(5)小红实验时所选择的滑动变阻器规格是 .
(1)电路图如图所示。
(2)右、定值电阻处断路;(3)右、电压表示数为1.5V;(5)50Ω、1A.
【解析】(1)从正极开始,依次连接开关、电流表、定值电阻、滑动变阻器,然后回到负极,电压表并联在定值电阻两端;画出的电路图符合这个连接思路即可。
(2)连接电路时,为防止电流过大烧坏电路元件、保护电路开关处于断开状态,滑动变阻器处于最大阻值处,即最右端;闭合开关后,电流表无示数,说明电路中出现了断路;又因为电压表指针超过量程,说明电压表所并联部分即定值电阻断路.
(3)将5Ω电阻换成10Ω电阻、阻值变大分得电压变大,为控制定值电阻两端电压为1.5V,应向右滑动变阻器的滑片,增大滑动变阻器分得电压.
(5)由I=U/R 根据表中数据可知,定值电阻两端电压:UR=IR=0.1A×15Ω=1.5V;
∵串联电路两端电压等于各部分电压之和∴滑动变阻器两端电压:U滑=4.5V﹣1.5V=3V,
则滑动变阻器接入电路的最大阻值:R=3V/0.1A =30Ω.
故选50Ω、1A的滑动变阻器.