题目内容
【题目】某班同学做“探究电流与电阻的关系”的实验,某小组连接了如图甲所示的实物电路。
(1)请画出对应的电路图(电阻箱符号为)
(___)
(2)连接电路时,开关应_____。连好电路后,将电阻箱调至某一阻值,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为一个适当的值U0,记录电流表的示数和_____。
(3)改变电阻箱的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使_____,并记录相应数据。
(4)再次改变电阻箱阻值,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能达到(3)中的要求,引起这种情况的直接原因是_____。
(5)重复步骤(3)多次实验,根据所得数据画出电流随电阻变化的图象如图乙所示。你认为该小组实验时的U0=_____V。
(6)进一步研究发现由图线上的任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等,由此可以得出的实验结论是_____。
(7)实验结束后,小组间交流时,发现邻组在相同的坐标系中画出的图象如图丙所示,你认为图象不同的原因是_____。
【答案】(1); (2)断开; 电阻箱的阻值; (3)电压表的示数仍为U0; (4)电阻箱的电阻调得太大了; (5)6; (6)当电压一定时,电流与电阻成反比; (7)这两个小组所控制的电阻箱两端电压不相同。
【解析】
(1)根据实物图的连接的顺序,画出对应的电路图;
(2)为保护电路,在连接电路的过程中,开关应处于断开状态,根据实验的目的,确定要记录的数据;
(3)本题是“探究电流与电阻的关系”的实验,需要保持电阻两端电压不变;
(4)根据串联电路的分压原理解答;
(5)根据图乙的数据,由U=IR求解;
(6)分析图象,分析清楚横轴和纵轴所表示的物理量,据此即可解答;
(7)根据U=IR判断乙、丙图的差异性。
(1)由图甲知道,电路各元件是依次顺序连接,电压表测量电阻箱的电压,故电路图如下:
(2)为了保护电路,在连接电路的过程中,开关应处于断开状态;由于要探究电流与电阻的关系,所以必须记录电流及电阻的数据,然后进行分析,即要记录电流表的示数和电阻箱的阻值;
(3)要探究电流与电阻的关系,需要控制电阻箱两端的电压不变,即调节滑动变阻器的滑片时,电压表的示数不变仍为U0 ;
(4)电阻越大,分得的电压越多,但电阻箱的电阻不断变大时,要使电阻箱两端电压达到U0 ,需要使变阻器的电阻值变大,当不能达到U0 时,表明滑动变阻器提供的电阻已达最大值,即电阻箱的电阻调得太大了;
(5)由图乙知道,当I=3.0A时,R=2Ω,所以,由欧姆定律知道,U0 =IR=3.0A×2Ω=6V;
(6)由图乙知道,其横轴和纵轴所表示的物理量分别为电阻R及通过的电流I,图线上的任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等,即IR的乘积不变,说明:当电压一定时,电流与电阻成反比;
(7)由图丙知道,电阻箱两端的电压是:U0 '=I'R'=3A×1Ω=3V≠U0 ,即:两个小组所画出的图象不同,是因为他们所控制的电阻箱两端电压不同。