题目内容
【题目】在研究串联电路的特点时,小张观察到如图所示的现象,于是提出“在串联电路中,通过各用电器的电流大小不一样”的猜想,他提出这个猜想的依据可能是___________。为了验证猜想是否正确,他将三个电流表接入图中A、B、C三点,若测得A、B、C三点的电流IA、IB、IC大小关系为____________时,可证明他的猜想是正确的。
①为了使研究更具普遍性,他们分别用不同规格的电阻R1和R2代替小灯L1和L2进行实验,并把实验数据汇总在表一中。
表一 | 表二 | |||||||||
实验者 | R1/欧 | R2/欧 | IA/安 | IB/安 | IC/安 | 实验者 | UAB/伏 | UBC/伏 | UAC/伏 | |
小吴 | 5 | 10 | 0.14 | 0.14 | 0.14 | 小吴 | 0.7 | 1.4 | 2.1 | |
小张 | 15 | 5 | 0.14 | 0.14 | 0.14 | 小张 | 2.1 | 0.7 | 2.8 | |
小王 | 10 | 15 | 0.12 | 0.12 | 0.12 | 小王 | 1.2 | 1.8 | 3.0 | |
小明 | 20 | 10 | 0.08 | 0.08 | 0.08 | 小明 | 1.6 | 0.8 | 2.4 |
分析比较表一中____________的大小关系及相关条件,可得出小张的猜想是错误的;
②他们继续用原有器材各自进行实验,把电压表分别并联在AB、BC、AC两点,测得的数据汇总在表二中,分析这些数据可得出的初步结论是:____________;
③随后,他们又均用R甲=10欧、R乙=15欧、R丙=20欧、R丁=30欧的四个电阻分别代替R1、R2接入原电路中,分别测得通过甲、乙、丙、丁四个电阻的电流,实验结果记录在表三中。综合分析表一与表三的数据,可以发现:串联电路中的几个电阻可以由一个电阻来等效替代。他们四人中没有找到等效电阻的是__________,根据现有数据可推理得出,其等效电阻应该介于__________欧与__________欧之间。
表三 | ||||
实验者 | I甲/安 | I乙/安 | I丙/安 | I丁/安 |
小吴 | 0.22 | 0.14 | 0.10 | 0.08 |
小张 | 0.28 | 0.18 | 0.14 | 0.10 |
小王 | 0.30 | 0.20 | 0.16 | 0.10 |
小明 | 0.24 | 0.16 | 0.12 | 0.08 |
【答案】两灯泡的亮度不同 不相等 ABC三处测得的电流 在串联电路中,电路的总电压等于各处电压之和 小王 20 30
【解析】
小张根据观察到的两灯泡的亮度,他提出“在串联电路中,通过各用电器的电流大小不一样”这个猜想;根据表一测得的串联电路各处的电流大小关系,判断猜想是否正确;根据表二的数据,判断串联电路电压的特点;根据替代过程表三结合表一的数据特点,判断四人中没有找到等效电阻者,并且确定其等效电阻的范围。
在研究串联电路的特点时,根据实验现象,小张观察到两灯泡的亮度不同,这是他提出“在串联电路中,通过各用电器的电流大小不一样”这个猜想的依据;当将三个电流表分别接入图中A、B、C三点时,若测得A、B、C三点的电流IA、IB、IC大小不相等,则可证明他的猜想是正确的;
①由表一的数据知道,三个不同的实验者分别用不同规格的电阻R1和R2代替小灯L1和L2进行实验,而在ABC三处测得的电流都相等,由此知道小张的猜想是错误;
②他们继续用原有器材各自进行实验,把电压表分别并联在AB、BC、AC两点,根据测得表二中的数据,说明,由这些数据可得出的初步结论是:在串联电路中,电路的总电压等于各处电压之和。
③根据题意知道,当用R甲=10欧、R乙=15欧、R丙=20欧、R丁=30欧的四个电阻分别代替R1、R2接入原电路中时,电路的电源的电压不变,若串联电路中的几个电阻可以由一个电阻来等效替代时,则电路的电流会保持不变,综合分析表一与表三的数据知道,只有小王没有找到等效电阻,因为小王在表三的数据中没有与表一是相同的。又因为表一中小王测得的电流是0.12A,而由表三中的数据知道,接入20Ω和30Ω时的电流分别是0.16A和0.10A,说明小王的等效电阻应该介于20Ω与30Ω欧之间。