题目内容

19.小红利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系.已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω.

(1)请将图甲的实物电路连接完整,且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大(导线不允许交叉).
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象,由图象可得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比.图乙中,阴影区域表示的物理意义是(实验中,所控制的)导体两端不变的电压.
(3)在上述实验中,某同学在读取完电流表示数后,改换成阻值为10Ω的电阻,更换电阻后,在读取电流表示数之前,他应进行的操作是:向左移动滑片,同时眼睛盯住电压表,使电压表示数为2.5V.
(4)若在实验过程中出现电流表有示数而电压表无示数,则电路出现的故障可能是电阻断路.
(5)小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,同小组的同学帮助她分析了实验方案不可行的原因,你认为其原因是灯丝的电阻随温度的变化而变化.

分析 (1)图甲中还未连入的元件有电压表和滑动变阻器,电压表应并联到定值电阻两端,滑动变阻器按照“一上一下”连入电路.根据实物图画出电路图;
(2)根据图象分析电流和电阻的关系:电压一定,电流和电阻成反比;分析图丙中图象,曲线上每一点对应的电流和电阻的乘积相等,据此得出结论;
(3)在连接电路时,必须断开开关;将滑动变阻器的滑片移到最左端时接入电路中的电阻最大,将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻接入电路后,应减小滑动变阻器接入电路中的电阻,使电压表的示数达到原来的示数不变.
(4)电流表示数为零说明电路断路,电压表有示数说明电压表和电源连接的部分电路正常;
(5)知道灯丝的电阻受温度的影响,要探究电流与电压的关系,需保持电阻不变.

解答 解:(1)滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,因为滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变大,则接入电路中的电阻变小,即滑动触片右边的电阻连入电路,所以滑动变阻器的右下方接线柱B点与开关相连组成电路,如下图所示:

(2)分析图乙图象,曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.5V,由此得出结论:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比;
(3)在用10Ω电阻替换5Ω电阻时,应先断开开关,拆下5Ω的电阻,然后换上10Ω的电阻,闭合开关,由于10Ω电阻两端的电压变大,所以应增大滑动变阻器接入电路中的电阻,将即滑动变阻器的滑片向左移动,减小电路中的电流,使电压的示数达到2.5V.
(4)电流表的示数为零说明电路中有断路,再根据电压表的示数判断出电路故障.电压表示数为3V等于电源电压,说明电压表的两个接线柱和电源连接的部分没有断路,所以故障是电阻断路了;
(5)由于灯丝的电阻受温度的影响,要探究电流与电压的关系,需保持电阻不变,所以不能用小灯泡做此实验.
故答案为:(1)见上图;
(2)电压一定时,电流与电阻成反比;
(3)没有断开开关;左;2.5V;
(4)电阻断路;
(5)灯丝的电阻随温度的变化而变化.

点评 本题考查了电路故障的判断、控制变量法在实验结论中的应用等,关键:一是会根据电源的电压和电路中的最大电流确定电表的量程;二是会根据控制变量法分析实验数据得出结论,特别是会分析表中的示数得出电流与电阻的关系.

练习册系列答案
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 A.物体静止释放时的高度h有关
B.物体抛出点的高度H有关
C.物体的质量有关
(1)为了保证小球能水平抛出,安装导轨时,底端部分  应是水平的.若请你用现有的器材来检验导轨的安装是否符合要求,最简单的做法是:将小球放在导轨的底端位置,若小球能静止,则导轨的安装符合要求.
(2)下表是小华在实验中测得的数据:
①分析实验序号为1、2、3或4、5、6的数据,可得出的初步结论是:在其它条件相同的情况下,
落地点与抛出点水平距离的平方与小球在轨道上静止释放时的高度h成正比;
②综合分析表中所给数据,请你写出s与h、H之间的关系式:S2=4Hh.
实验
序号
抛出点离地面的高度H/m小球释放时的高度h/m落地点与抛出点的水平距离s/m落地点与抛出点的水平距离的平方s2/m2
10.50.10.450.2
20.50.20.630.4
30.50.30.780.6
41.00.10.630.4
51.00.20.890.8
61.00.31.101.2
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