题目内容
【题目】小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”.电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个.
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整.
(2)小彬5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表有示数而电压表无示数,则电路中的故障可能是(写出一种);排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为A.
(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,为了保持表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向(选填“A”或“B”)移动,记录此时各表的示数.
(4)将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻,重复步骤(3). 实验记录的多组数据如表所示.分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成比.
实验次数 | 定值电阻(Ω) | 电流表示数(A) |
1 | 5 | |
2 | 10 | 0.18 |
3 | 20 | 0.09 |
(5)实验结束后,小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验?老师指导小彬分析了不能更换的原因.你认为其原因是 .
【答案】
(1)解:如图所示:
(2)定值电阻R1短路;0.36
(3)电压;A
(4)反
(5)滑动变阻器最大阻值太小
【解析】解:(1)由于电源电压为3V,所以应选择0~3V的量程,电压表与电阻并联;滑动变阻器已接了下面一个接线柱,可再接上面任意一个接线柱,如下图所示: ;(2)经上面的分析,电流表有示数而电压表无示数,则电路中的故障可能是定值电阻R1短路而导致电压表与导线并联了;由乙图知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.36A;(3)将5Ω电阻换成10Ω后,根据分压原理,电压表的示数会变大,要保持电压表示数不变,根据串联电路电压的规律,应增大变阻器分得的电压,根据分压原理,应该增大滑动变阻器连入电路中的阻值,即应将滑动变阻器的滑片P向A移动,使电压表仍为原来的示数不变;(4)由表中数据,根据欧姆定律有U=IR=0.36A×5Ω=0.18A×10Ω=0.09A×20Ω=1.8V,纵向比较表中数据,电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,所以得出的结论是:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成反比;(5)因电压表示数保持1.8V不变,变阻器分得的电压U滑=3V﹣1.8V=1.2V,变阻器分得的电压是定值电阻电压的 ,根据分压原理,变阻器连入电路中的阻值为R滑= ×50Ω=33.3Ω,即为完成实验,变阻器的最大阻值至少为33.3Ω,大于现有变阻器的最大阻值,所以不能完成这个实验.
所以答案是:(1)如图所示;(2)定值电阻R1短路;0.36;(3)电压;A;(4)反;(5)滑动变阻器最大阻值太小.
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识,掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR).
【题目】阅读短文,回答问题 在我国随着人民生活水平的不断提高和“汽车下乡”政策的实施,汽车已经走进了很多普通农村家庭,最近小王家也购买了一辆小汽车.小王十分高兴,将汽车里里外外看了个遍,并且进行了认真的思考,发现汽车上许多地方都用到了物理知识,下面就是他思考的问题,请你帮他补充完整.
(1)汽车发动机是汽油机,发动机工作时,冲程将内能转化为机械能.
(2)汽车上的散热器用水作为冷却剂,这是利用了水的较大的性质.
(3)通过查看说明书得知轿车车身质量为1725kg.当车上载有275kg的人和物品时,车轮与地面的总接触面积为4.0×10﹣2m2 , 轿车对地面的压强为Pa.(g取10N/kg)
(4)若汽车油箱的容积为60升,内装的是密度为0.71×103 kg/m3、热值为4.6×107J/kg的汽油,则该油箱中最多可装kg的汽油.若该车以20m/s的速度匀速行驶100km时所消耗的汽油为5kg,汽车发动机的输出的功率为12kw,则汽车发动机的效率为 .
(5)通过测量获得轿车以不同的速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离)数据如下表所示:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
速度/(km﹒h﹣1) | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 |
制动距离/m | 8 | 18 | 50 | 72 |
当轿车以80km/h行驶时所对应的制动距离为m.