题目内容
【题目】绮妍同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样,导线若干:
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整;
(______)
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最______端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关,绮妍同学发现电流表无示数,电压表示数约为3V,原因可能是___________;
(4)故障排除后,绮妍同学先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是______V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向______端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为______V;
(5)绮妍同学还把的电阻接入电路中,来探究“电流与电压的关系”。她通过调节滑动变阻器的滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值,并记录在下表中。老师看了表中的实验数据后,却说其中有一次是错误的数据。请你帮她分析一下,出错的是第_____次,原因是____________;
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
电流I/A | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
(6)实验结束后,绮妍同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻,进行“电流与电压关系”的实验探究,请你评价她的实验方法:______________________。
【答案】 右 电阻R断路 2.4 右 2 1 电流表的示数不会低于0.12A 实验方法不可取,灯泡的电阻会随温度的变化而变化
【解析】
(1)[1]电源电压为3V,故R两端电压不会超过3V,所以电压表可选择量程;变阻器和R串联,其接法为上下接线柱各选一个
(2)[2]闭合开关前,应将滑动变阻器调到阻值最大处,故应将滑片滑至最右端。
(3)[3]电流表无示数,电压表为3V(电源电压),由此可以判断电路故障可能是“电阻R断路”。
(4)[4][5][6]由操作步骤可知,此处的实验目的为“保持R两端电压2V不变,探究R中的电流和R电阻的关系”,当R的阻值由换成时,根据电压表可读出此时R两端电压为2.4V;根据“控制变量法”需减小R两端电压使之重新回到2V,由欧姆定律可知此时需减小通过R的电流,故她应将变阻器滑片向右移动,使滑动变阻器的有效电阻增大。
(5)[7][8]将电阻和滑动变阻器串联,当变阻器的阻值最大时,电路中的电流最小
当变阻器的有效电阻为0时,电路中的电流最大
故电流表的示数范围为,所以绮妍同学第一次的实验数据是错误的,因为电流表的示数不可能低于0.12A。
(6)[9]要探究“电流与电压的关系”,需保证导体的电阻不发生变化;但小灯泡在不同电压下工作其发光亮度不同,温度的改变会导致灯泡电阻的变化,故“用小灯泡来代替定值电阻”的方法是不可取的。