题目内容

【题目】小峻和小薇两位同学在”探究欧姆定律”的实验中,所用器材有:学生电源、电流表、电压表、标有”20Ω 2A”的滑动变阻器R′、开关,导线和定值电阻R若干。

(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整。(要求:向右移动滑动变阻器滑片时,电路中的电流变小,且导线不能交叉)

_____

(2)连接电路时,开关必须_____;连接完电路后,小薇发现电流表和电压表的位置互换了,如果闭合开关,则_____表(选填“电压“或“电流”)的指针可能有明显偏转。

(3)排除故障后,他们先探究电流与电压的关系,闭合开关,移动滑片依次测得5组数据,其中第5次实验中电压表的指针如图丙所示,其示数为_____V.他们记录的数据如表1所示,分析数据可以得到的结论是:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成_____比。

表1电流与电压关系

实验序号

1

2

3

4

5

电压/V

1.0

1.2

1.8

2

﹣﹣

电流/A

0.20

0.24

0.36

0.40

0.44

表2电流与电阻关系

0.15

实验序号

1

2

3

4

电阻/Ω

10

15

20

25

电流/A

0.30

0.20

0.12

(4)他们继续探究电流与电阻的关系,先将电源电压调为6V,分别换上多个定值电阻进行探究,数据记录如表2所示,老师指出其中一组数据是拼凑的,你认为是第_____组(选填实验序号),理由是实验所用的滑动变阻器的最大阻值太_____了(选填“大”或小”)。

(5)排除拼凑的数据后,分析数据可以得到的结论是:在_____一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。

(6)在不更换滑动变阻器的情况下,可以采取_____的措施(选填字母符号),完成这组拼凑数据所对应的实验测量。

A.降低定值电阻两端电压 B.降低电源电压 C.选用更大阻值的定值电阻

【答案】 断开 电压 2.2 4 电压 B

【解析】

(1)滑动变阻器应串联入电路中,滑片P向右移动时电流变小,由此确定滑动变阻器阻值变大,将左下接线柱接入;

(2)连接电路时,开关断开,滑动变阻器阻值应调至最大;电压表与电流表位置颠倒,电压表电阻很大,电流很小;

(3)根据电压表选用的量程确定分度值读数,由表中数据,得到的结论;

(4)研究电流与电阻关系时,要控制电阻的电压不变,由表中数据由电压表示数,根据串联电路电压的规律,求出变阻器分得的电压,由分压原理,确定所用定值电阻最大值。

(5)在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。

(6)根据实验现象分析答题。

(1)在该实验中,滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中,由题知,向右移动滑片P时电流变小,由此可知滑动变阻器接入的阻值变大,应将其左下接线柱接入电路,如图所示:

(2)为保护电路,连接电路时,开关断开,滑动变阻器阻值应调至最大;

若电压表和电流表位置互换,则电压表串联在电路中,电压表的电阻很大,电路电流很小,此时电压表测电源电压,电压表示数接近电源电压,即电压表指针有明显偏转;

(3)第5次实验时,电压表示数如图丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,其示数为2.2V;分析数据可以得到的结论是:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;

(4)研究电流与电阻关系时,要控制电阻两端的电压不变,由表2数据可知,电压表示数为:,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为3V,由串联分压原理可知,变阻器接入的电阻与定值电阻的阻值相同;由表2数据可知,所用定值电阻最大为25Ω,则滑动变阻器的最大电阻也应该为25Ω,而已知滑动变阻器的最大电阻只有20Ω,即变阻器的最大电阻太小,故第4组数据是拼凑的。

(5)分析表2数据可知,电流与电阻的乘积都为10Ω×0.30A=15Ω×0.20A=20Ω×0.15A=3V,可以得到的结论是:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。

(6)A、由(4)知,滑动变阻器的最大电阻太小;在不更换滑动变阻器的情况下,要完成这组拼凑数据所对应的实验测量,若降低定值电阻两端电压,则滑动变阻器分得的电压更多,滑动变阻器的电阻需要更大,故A错误;

B、若降低电源电压,当定值电阻两端的电压不变时,根据串联电路的分压规律,滑动变阻器分的电压变少,变阻器接入电路的阻值变小,所以这个滑动变阻器能够完成这组拼凑数据所对应的实验测量,故B正确。

C、若选用更大阻值的定值电阻,由串联电路的分压规律可知,滑动变阻器的电阻需要更大,不能完成这组拼凑数据所对应的实验测量,故C错误。

故选B。

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