题目内容
【题目】如图所示,在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验中。
(1)该实验是通过观察U形管中_____的变化,来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)由乙图实验表明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的_____越大,产生的热量越多;
(3)若通电一段时间后,发现其中一个U形管中液面的高度几乎不变,出现该现象的原因可能是空气盒气密性_____;
(4)英国物理学家_____最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和时间的关系。
【答案】液面高度 电流 差 焦耳
【解析】
(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法。
(2)[2]装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,容器中两个电阻的阻值相同,通过左边容器中电阻的电流大于通过右边容器中电阻的电流,左边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快,说明在相同时间内,电阻相同,电流越大,通过导体时产生的热量越多。
(3)[3]电阻丝R1和R2在相同时间内产生的热量不同,则U形玻璃管中应该出现液面高度差;而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变,说明与此相连的空气盒有可能漏气。
(4)[4]1840年,英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系,得出了焦耳定律。
【题目】小明利用以下器材:电源(电压恒为6V),滑动变阻器,开关各一个,电流表、电压表各一块,三个定值电阻(10Ω、15Ω、20Ω),导线若干,来探究电流与电阻的关系。
(1)如图甲是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(________)
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑片应置于________端;(选填“A”或“B”)
(3)闭合开关后,移到滑片,使与电阻(20Ω)并联的电压表示数为4V,读出电流表示数,再分别改接15Ω、10Ω的电阻,重复上述实验,收集的实验数据如表1所示。老师告诉小明有一组数据误差较大,便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据。当他把5Ω的电阻接入电路时,要使电压表示数仍为4V,实验不能继续进行,其原因是_______________________________________________;
(4)改变连接后,当电压表示数仍为4V时,电流表示数为________A(如图乙所示)。综合分析数据可得:电压一定时,___________________________________________;
(拓展1)小明又利用上述实验器材探究“电流与电压的关系”,将滑片从一端移到另一端的过程中,收集的实验数据填入了表2中。
表1
电压U/V | 4 | ||
电阻R/Ω | 20 | 15 | 10 |
电流I/A | 0.20 | 0.28 | 0.40 |
表2
电阻R/Ω | 10 | ||||
电压U/V | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电流I/A | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
(1)分析表2中数据可得:电阻一定时,_________________;
(2)分析可知,小明使用的变阻器的最大阻值为________Ω;
(拓展2)完成上述实验后,小明还想测定一个U额=2.5V的小灯泡的额定功率,他发现电流表已坏,于是他向物理老师借了一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的实验器材,测出了小灯泡的额定功率,请你帮他将下列实验步骤补充完整:
<>(1)连接好实验电路,______________,移动滑片,使电压表示数为_______V;(2)保持滑片的位置不动,S2接1,读出电压表的示数为U;
(3)小灯泡额定功率的表达式P额=___________。(用物理符号表示)