题目内容

4.某实验小组探究“电源与电压、电阻关系”,使用的实验器材有:电压为6V的电源,电流表,电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个,规格为“20Ω  1A”的滑动变阻器一个,导线若干.
(l)探究电流与电压的关系时,所测得的几组电流、电压值如表1所示.在第2次实验中,根据表1的记录,则通过电阻的电流是0.3A;根据表1数据可得到结论电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比.
表1
实验次数123
电压U/V1.01.52.0
电流I/A0.2△0.4
(2)探究电流与电阻的关系时,所测得的几组电流、电阻值如表2所示,由于操作不当,导致一组数据存在错误,请判断第3次实验的数据存在错误.产生错误的原因是实验时没有保持定值电阻两端的电压相同,正确的数据应该是0.2A.
表2
实验次数123
电阻R/Ω51015
电流I/A0.60.30.24

分析 (1)根据表中数据,分析出电流值,再分析出结论;
(2)探究电流与电阻的关系时,应保持定值电阻两端的电压不变.

解答 解:(1)由表中数据可知,电压为1V时,电流为0.2A;电压为2V时,电流为0.4A;电压为1.5V时,电流为0.3A;
由此可知,在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;
(2)根据U=IR=5Ω×0.6A=3V,或10Ω×0.3A=3V,得定值电阻两端的电压为3V,因此当接入电阻R2=10Ω时,电路中的电流为I2=0.3A,此时滑动变阻器接入的阻值为R滑=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{6V-3V}{0.3A}$=10Ω,
将R2换为R3=15Ω时,滑动变阻器滑片位置不动,此时电流中的电流为I=$\frac{U}{{R}_{滑}+{R}_{3}}$=$\frac{6V}{10Ω+15Ω}$=0.24A,故第3次实验时,没有调节滑动变阻器的滑片就读电流表示数了,由于电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比,故应该为0.2A.
故答案为:(1)0.3;电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;(2)3;实验时没有保持定值电阻两端的电压相同;0.2.

点评 此题为实验中最为典型的探究电流与电压、电阻关系的实验题,该题关键难点是分析第三次实验电流表示数错误原因,要充分把握电压一定.

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