题目内容
【题目】在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、导线若干。小明在实验时连接的电路如图甲所示。
(1)在探究”电流与电压的关系”实验中:①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和__________的作用;②合开关S,无论如何移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约为3V,此时,电路出现的故障可能是__________:小明排除故障后继续实验;
(2)在探究”电流与电阻的关系”实验中:①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和__________的作用;②若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验,应选取至少标有__________Ω的滑动变阻器;③根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图乙所示,小明由图像得出的结论是:__________。
【答案】改变电阻两端电压(或多次测量) R处断路 控制电阻R两端电压不变的作用 5 电压一定时通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】
(1)在探究“电流与电压的关系”实验中:
①[1]电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和改变电阻两端电压,进行多次测量的作用。②[2]闭合开关S,无论如何移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约为3V,此时,电路出现的故障可能是 R处断路。
(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①[3]电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和控制电阻R两端电压不变的作用。
②[4]由图示电路图可知,电源电压为
U=1.5V×2=3V
由图示图象可知,电阻两端电压为
UR=0.5A×5Ω=2.5V
滑动变阻器两端电压为:
U滑 =U-UR =3V-2.5V=0.5V
根据串分压的知识,定值电阻与滑动变阻器接入电路的阻值之比
则
即:定值电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的5倍,使所给的5个定值电阻“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω”分别接入电路中都能正常进行实验,当定值电阻为25Ω时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,为
若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验,滑动变阻器最大阻值至少为5Ω,则应该选取至少标有5Ω的滑动变阻器;
③[5]根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图乙所示,小明由图象得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。