Question

利用如圖（a）所示的電路研究通過導體的電流與電壓和電阻的關系。所選用電源電壓為4.5V，滑動變阻器規格為“25Ω  2A”。
（1）研究電流和電壓關系時應保持     阻值不變，改變另一阻值，測得一組電流、電壓如表Ⅰ所示，根據表Ⅰ中數據可得出結論：     。
（2）研究電流和電阻關系：
①將變阻箱阻值R₁分別為調節為5Ω、10Ω和如圖（b）所示某一值，其讀數為    Ω。
②用5Ω電阻做完實驗后，調換10Ω的電阻繼續完成實驗，接下來操作是    。
③完成三次操作后得到如表Ⅱ所示電流隨電阻變化數據。表格中有一組數據不可能由實驗真實地得到，對應的電流值是     A，實際電流值應     （選填“大于”或 “小于”）此值。
④若要正確完成實驗，應更換      （變阻箱的三個阻值不變）。

Answer 1

（1）R1    電阻一定時，電流與電壓成正比   （2）①15  ②向右調滑動變阻器（或調節滑動變阻器），使電壓表讀數為2.5V，記下此時電流表讀數   ③0.1A  大于   ④電壓小一些的電源或阻值大一些的滑動變阻器（寫出一個即可）

試題分析：在探究導體的電流與電壓、電阻關系的實驗中，要使用控制變量的物理方法。研究電流與電壓關系時，要控制電阻一定，根據表1中的數據可以看出，當導體兩端電壓增大時，導體中的電流也在增大，并且之間是正比關系。在研究電流與電阻關系時，要改變電阻R1的阻值，控制R₁兩端電壓不變。實驗中當R₁增大時，根據串聯分電壓的知識可以知道，R₁兩端電壓也在增大，要完成實驗，需要調節變阻器R₂，使R1兩端電壓與前面相同，即使電阻R₁兩端電壓降低到原來值，需要增大電阻R₂的阻值。根據題目提供的數據，電阻R1兩端控制的電壓為1.5V，當電路中電流達到0.1A，電阻R₁的電阻為，此時變阻器的R2的電阻為，滑動變阻器的最大電阻為25Ω，所以此實驗無法完成。當滑動變阻器的阻值調到最大時，也比30Ω小，所以電路中的電流比0.1A大。要完成實驗，可以增大 滑動變阻器的最大阻值，也可以換用一個電壓低一些的電源，使滑動變阻器的兩端電壓小一些。