题目内容
【题目】探究电流与电压、电阻的关系.
提出问题:通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系?
猜想:①导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比.
②导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的平方成正比.
③导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
实验器材:电源(电压恒为4.5 V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),两只滑动变阻器(20Ω 2 A、50Ω 1 A),导线若干.
实验过程:
(1)根据图1所示实物图在图2的虚线框内画出电路图.
(2)小明按图1正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表指针超过量程.小明操作中的错误是 .
(3)小明改正错误后继续实验,通过改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表一.分析数据可得出猜想 是正确的.
表一
电压U/V | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.8 |
电流I/A | 0.12 | 0.16 | 0.20 | 0.24 | 0.28 |
表二
电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 | |
电流 | I/A | 0.30 | 0.15 | 0.10 |
(4)小红在探究猜想③时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的示数为1.5 V,并记下电流值;再分别改接10Ω、15Ω的电阻,重复上述实验,得到了表二中的实验数据.分析数据得出,猜想③是正确的.实验中,小红多次移动变阻器滑片的目的是 .
(5)小华在探究猜想③时,重新设计了电路,保持电压表的示数为3 V,得到了与表二相同的数据,也完成了实验探究.小华与小红的实验相比不同之处是: .
【答案】(1).
(2)闭合开关前,变阻器连入电路的阻值没有调到最大值;
(3)①;
(4)保持定值电阻两端的电压不变;
(5)电压表接在了变阻器两端.
【解析】解:(1)从电源正极﹣电流表﹣定值电阻﹣滑动变阻器﹣电源负极.电压表测量定值电阻的电压,把电压表并联在定值电阻两端.如图;
(2)闭合开关,发现电流表有示数,电压表指针超过量程,定值电阻的电压太大,滑动变阻器的电压太小,电阻太小,所以闭合开关前,变阻器连入电路的阻值没有调到最大值.
(3)如表格数据,=10,电压和电流的比值为定值,所以导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比.猜想①正确.
电压U/A | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.8 |
电流I/A | 0.12 | 0.16 | 0.20 | 0.24 | 0.28 |
10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
(4)在电阻由5Ω→10Ω→15Ω时,通过移动滑动变阻器的滑片,必须保持定值电阻两端的电压1.5V不变.所以多次移动滑片是为了保持定值电阻两端的电压不变.
(5)滑动变阻器两端的电压和定值电阻两端的电压之和等于电源电压,小华和小红记录的数据相同,说明定值电阻两端的电压都是1.5V,电源电压是4.5V,则滑动变阻器两端的电压是3V,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压.
故答案为:(1)如图.
(2)闭合开关前,变阻器连入电路的阻值没有调到最大值;
(3)①;
(4)保持定值电阻两端的电压不变;
(5)电压表接在了变阻器两端.
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