题目内容
小李和小明为研究导体的某种性质。选用的器材有:多节新干电池、电流表、电压表、电键、若干导线,以及长度相同,但材料不同(A、B两种金属)和横截面积不同(粗、细两种规格)的甲、乙、丙三根导体。该同学正确连接电路,并将实验测得的数据记录在表一、表二和表三中。
表一 导体甲(金属A 粗) | | 表二 导体乙(金属A 细) | | 表三 导体丙(金属B 粗) | |||||||||
实验 序号 | 1 | 2 | 3 | | 实验 序号 | 4 | 5 | 6 | | 实验 序号 | 7 | 8 | 9 |
U(V) | 1.5 | 3.0 | 4.5 | | U(V) | 3.0 | 4.5 | 6.0 | | U(V) | 1.5 | 4.5 | 7.5 |
I(A) | 0.3 | 0.6 | 0.9 | | I(A) | 0.3 | 0.45 | 0.6 | | I(A) | 0.1 | 0.3 | 0.5 |
②分析比较实验序号1、2与3(或4、5与6或7、8与9)的电压和电流变化的倍数关系可得的初步结论是: 。
③分析比较实验序号 可得的初步结论是:当导体两端电压相同时,通过不同导体的电流是不同。
④进一步分析比较表一或表二或表三中的电压和电流的比值,可得到的结论是:
。
⑤小李和小明在仔细研究了表一、表二和表三后又有了新发现:导体的材料和导体的横截面积会影响导体两端电压和通过导体电流的比值。小明分析表二和表三得出了“导体横截面积越小,导体两端电压和通过导体电流的比值越小”的结论,你认为这一结论是 的(选填“正确”或“错误”)。
①增加串联干电池的节数 ②同一导体,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 ③1、7或2、4或3、5、8 ④同一导体,导体两端的电压与通过导体的电流的比值是个定值 ⑤错误。
解析试题分析:导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关,在研究它们关系时要采用控制变量的方法。电压的改变可以通过改变电源电压,也可以通过滑动变阻器来改变,但本题中没有提供滑动变阻器,并且电压的大小都是1.5V的倍数,所以采用了增加串联电池的节数来改变电压的。通过1、2、3这三组数据可以看出当电压增加一倍时,导体中的电流也增加一倍,所以在导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。在研究导体电阻对电流的影响时,要控制电阻两端的电压一定,改变导体的电阻,所以在实验中1、7两组电压一定,电阻不同,其余几组序号2、4或序号3、5、8,都可以说明此问题。同一电阻,导体中的电流与导体两端电压成正比,同样如果利用电压除以电流,也可以得出同一电阻,导体两端的电压与通过导体的电流的比值是个定值。在表二和表三这两组实验中,导体的材料和墴截面积均不同,没有控制材料相同,所以不能得出得出导体横截面积越小,导体两端电压和通过导体电流的比值越小的结论
考点:实验探究导体中的电流与电压和电阻的关系
某实验小组的同学用额定电压是2.5V的灯泡做“测定小灯泡电阻”的实验,在实验过程中得到了如下表所示的一组U和I的数据:
实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
灯泡电压U(V) | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
灯泡电流I(A) | 0.18 | 0.22 | 0.26 | 0.30 | 0.32 | 0.34 |
灯泡发光情况 | 微亮逐渐变亮 |
分析比较表格中的数据可以看出:
(1)该灯泡正常发光时的电阻是 Ω
(2)实验时通过 来改变灯泡两端的电压。
(3)在灯丝中电流逐渐增大的过程中,灯丝的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”),其原因是:
。
(14分)小明设计了如右图所示的电路,利用它可完成电学的两个重要实验(小灯泡的额定电压是2.5V,电阻约5Ω,电源电压用二节干电池组成)
(1)利用这电路图可完成本学期的两个重要的测量实验是:
① ;实验原理是: ;
② ;实验原理是: 。
(2)在完成上两个实验时,为了使测量更准确,你认为电压表的量程用 ;电流表的量程用 。
(3) 实验开始时,变阻器滑片P应放在 处。其目的是 。
(4)实验电路接好后,合上开关时,一些小组的同学发现了电路故障,主要是有下表列的几种情况,请你根据现象和检测结果批出故障的可能原因:
| 故障现象 | 故障原因 |
① | 灯较暗,两表示数较小,移动变阻器滑片,现象不变 | |
② | 灯不亮,电流表有示数,电压表无示数 | |
③ | 电流表指针向左边偏转 | |
④ | 调节变阻器,发现灯变亮时,电流表示数增大,电压表示数减小 | |
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
U/N | 2.0 | 2.5 | 2.8 |
I/A | 0.22 | 0.25 | 0.26 |
R/Ω | | | |
P/W | | | |
①小施同学分析表中实验数据后,发现还能求得小灯泡的电阻,于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值。你认为小施同学的做法对吗?请说明理由 。
②小电灯的额定功率为________W。
在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中:
(1)如图所示的电路未完成连接,请你将电路连接完整(用笔划线代替导线,要求P右移时电阻变大。)
(2)连接电路时开关应处于 状态(填“断开”或“闭合”),保持定值电阻R=20Ω不变,闭合开关S后,调节滑动变阻器R′,得到多组数据。在分析数据的基础上得出正确结论。(6分)
实验数据记录如下:
(3)分析表1数据,可以得出的结论是: 。
分析表2数据,可以得出的结论是: 。
滑动变阻器的作用是 (2分)
(4)变阻器正确的实验步骤为:(4分)
①让5 Ω电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为1.5 V,记录电流表示数;
②将5 Ω电阻换成10 Ω电阻,闭合开关后发现电压表示数大于1.5 V,应将滑动变阻器的滑片向______(填“左”或“右”)移动,当观察到电压表示数为_________ V时,记录电流表示数;
③将10 Ω电阻换成15 Ω电阻,闭合开关后发现: 当滑动变阻器的滑片移动到最右端时,电流表和电压表的示数如下图所示。出现上述情况的原因可能是( )(2分)
A.滑动变阻器最大阻值太大 | B.滑动变阻器最大阻值太小 |
C.滑动变阻器断路 | D.定阻电阻短路 |
(6分)小明同学想探究“一段电路中的电流跟电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路图(电源电压恒为6V)。
(1)根据小明设计的甲图,用铅笔连线将乙图的实物图连接完整。(2分)
(2)小明将第一次实验得到的数据填入了下边表格中,然后将E、F两点间的电阻由10Ω更换为20Ω,调节滑动变阻器的滑片P向________移动(A/B),直到_______为止。此时电流表的指针位置如图丙所示,请把测得的电流数值填入下表。
(3)小明根据实验数据得到如下结论:电流与电阻成反比。请你对以上的探究过程做出评价,并写出两点评价意见:________________________;(2分)
实验序号 | 电压/V | 电阻/Ω | 电流/A |
1 | 4 | 10 | 0.4 |
2 | | 20 | |