题目内容
【题目】小明同学用如图甲所示的电路,探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压15V保持不变,滑动变阻器的规格是“ 1A”,满足测量需求的电流表、电压表各一个,阻值为、 、 、 的定值电阻各1个。
(1)连接电路时开关应处于_____(填“断开”或“闭合”)状态。
(2)根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整,要求闭合S后,滑片P向左移动时电流表示数变大。
(________)
(3)小明先探究“电阻一定时,电流与电压的关系”,他将阻值为的定值电阻作为接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,测出电阻两端电压及对应电流,记录在下表中。
实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 |
| 0.30 | 0.41 | 0.59 |
①第3次实验时,电流表的读数如图丙所示,则此时流经电阻的电流为_____A。
②分析数据,可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成_____。
(4)小明再探究“电压U0一定,电流与电阻的关系”。
①他将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,调节滑片P到适当位置,读出电流表示数记入下表中。
②断开开关,小明用20Ω的电阻代替10Ω的电阻,闭合开关,移动滑片P使滑动变阻器接人电路的阻值_____(填“增大”或“减小”),他这样做的目的是:_____。
实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 |
R/Ω | 10 | 20 | 30 | 40 |
I/A | 0.60 | 0.30 | 0.20 | 0.15 |
③老师指出上表的数据中有一组数据不符合实际,你认为这是实验次序_____的数据。
④若不更换实验器材和电路,在实验过程中小明为了能够利用上述4个定值电阻,顺利得到4组I、R数据、完成实验,所保持不变的电压U0的取值范围应满足_____。
【答案】断开; ; 0.5; 正比; 增大; 控制定值电阻两端的电压一定; 4; 6.67V~10V;
【解析】
(1)[1]连接电路时开关应处于断开状态;
(2)[2]滑片P向左移动时电流表示数变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,由表中数据,电压表示数为:
,
故电压表选用大量程与电阻并联,连接如图所示:
(3)[3]第3次实验时电流表的读数如图丙所示,电流表选用大量程,分度值为0.1A,则此时流经电阻的电流为0.5A;
[4]分析数据,考虑到误差因素,电压与电流之比:
,
故可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成正比;
(4)[5][6]根据串联分压原理可知,将定值电阻由改接成的电阻,电阻变大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律,移动滑片使滑动变阻器接入电路阻值变大,所以他这样操作的目的是控制定值电阻两端的电压一定;
[7]因电源电压15V保持不变,滑动变阻器的规格是“ ”,即变阻器的最大电阻为,在第4次实验中,根据电阻的串联和欧姆定律,电路的最小电流为:
,
大于故实验次序4的数据不符合实际;
[8]滑动变阻器的规格是“”,表示变阻器允许的最大电流为1A,因电流表选用大量程03A,根据串联电路电流的规律,电路中允许通过的最大电流为1A,由欧姆定律的变形公式,此时电路中的总电阻最小,所对应的定值电阻为最小电阻:,此时变阻器连入电路中电阻最小,分得的电压最小,故电压表的最大示数为:
;
当变阻器的最大电阻连入电路中时,变阻器分得的电压最大,根据串联电路电压的规律,电压表示数最小为,根据串联电路电压的规律和分压原理:
当变阻器的最大电阻为接入电路中时,对应的定值电阻最大为 即
解得控制的最小电压;
所以U0的取值范围应满足。
【题目】如图甲所示是某品牌电吹风机,图乙是其内部的电路简图,表格中列出了有关参数。求:
型号 | SHZ2010-624 |
热风温度 | 50~75 ℃ |
额定功率 | 热风时:1000 W |
冷风时:120 W | |
额定电压 | 220V |
质量 | 0.5kg |
(1)当选择开关与BC接触时吹风机吹 ___ 风,当选择开关与AB接触时吹风机吹 ____ 风。
(2)吹热风时,电热丝的电阻是 ______ 。
(3)某人用此电吹风机吹冷风10 min,吹热风5 min,共消耗 _________ J电能。(保留两位小数)