题目内容
【题目】某同学用如图所示的电路验证在电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比的关系.
先后用5Ω,10Ω,15Ω,20Ω,30Ω和50Ω六个定值电阻接入电路的a、b两点间,闭合开关S,读出电流表示数填入下表.由实验数据可以看出电流与电阻不成反比.
R/Ω | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 | 50 |
I/A | 0.4 | 0.3 | 0.24 | 0.2 | 0.15 | 0.1 |
(1)请分析发生错误的原因.
(2)请你仍然用以上六个定值电阻进行实验,验证“在导体两端电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比”,请设计一种方法,画出电路图,简要写出实验步骤.(可以按需要添加器材)
【答案】
(1)解:电阻由5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、50Ω,电阻变为原来的2、3、4、6、10倍,电流不是减小为原来的 、 、 、 、 等,所以由数据不能得到电流跟电阻成反比,这与欧姆定律不相符,原因是a、b两点间电压发生变化,根据控制变量法可知:在研究电流与电阻关系时,没有控制住变量电压
(2)解:验证在电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比的实验,应保持电阻两端的电压,只改变导体的电阻,观察导体中的电流,故需要利用电压表并联在ab两端;如图:
步骤:换电阻的同时,调节滑动变阻器滑片位置,使定值电阻两端电压始终一定
【解析】(1)在研究电流与电阻关系时,控制电压一定的方法是:串联一个滑动变阻器,在更换定值电阻后,调节滑片,使定值电阻两端的电压保持一定.如果实验中更换了定值电阻后,没有调节滑动变阻器的滑片,定值电阻两端的电压就会发生变化,这样电流与电阻就不成反比了.(2)滑动变阻器在实验中的作用是使定值电阻两端的电压保持一定,所以要把滑动变阻器与定值电阻串联;电压表并联在电阻两端,据此分析步骤.
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