题目内容
4.在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,记录数据如表I、表II所示:表I
| 实验 次数 | 电阻R=10Ω | |
| U/V | I/A | |
| 1 | 1 | 0.1 |
| 2 | 2 | 0.2 |
| 3 | 3 | 0.3 |
| 实验 | 电压U=3V | |
| 次数 | R/Ω | I/A |
| 4 | 5 | 0.6 |
| 5 | 10 | 0.3 |
| 6 | 15 | 0 2 |
(2)将图甲中R换作额定电压为3.8V的小灯泡,重新连接成测量小灯泡额定功率的电路,图乙已连接了部分电路,请你用笔画线代替导线,将电路连接完整.当小灯泡正常工作时电流表示数如图丙所示,则它的额定功率为1.292W.
(3)将图甲中R换成电磁铁,则当滑片P向左滑动时,它能够吸起大头针的数量将增加.
(4)在图甲的电路中再加上烧瓶、一定质量的煤油和温度计,就可以探究导体放出的热量与电阻的关系.
分析 (1)研究“电流跟电压、电阻的关系”,根据控制变量法和影响电流的因素,作出正确的分析;根据电流表示数的变化利用欧姆定律分析电路中的电阻变化即可得知滑动变阻器的阻值变化.
(2)滑动变阻器采取“一下一上”的原则串联连入电路;电流表读数时要认清分度值,根据指针位置读数,利用电功率的测量式计算额定功率.
(3)由滑片的移动方向可知滑动变阻器接入电阻的变化,从而可知电流的变化;电磁铁的磁性与通电电流有关,电流越大,则磁性越强,电磁铁吸起的大头针越多,根据电路电流的变化,判断电磁铁磁性的强弱,从而判电磁铁吸起大头针数量的变化.
(4)根据串联电路各处的电流相等进行解答.
解答 解:(1)在本实验中,因影响电流的因素可能有:导体两端的电压和阻值,若探究电流与电压的关系,应控制电阻的阻值不变,在研究电流跟电阻的关系时,应保持电阻两端的电压不变,这种研究问题的方法叫做控制变量法.
表2中第5,6次实验的过程中,电路中电流减小,在电源电压不变的情况下,根据欧姆定律可知:电路中的电阻变大,所以滑动变阻器的阻值应变大,即滑片P应向右滑动.
(2)滑动变阻器采取“一下一上”的原则串联连入电路;如图:![]()
由电路图可知电流表量程是0.6A,则分度值是0.02A,示数为0.34A;
小灯泡的额定功率:P=UI=3.8V×0.34A=1.292W.
(3)电磁铁的磁性与电流有关,电流越大,电磁铁的磁性越强,当滑片左移时,电路中电流增大,电磁铁磁性增强,电磁铁吸起大头针的数目增加.
(4)电路中再串联一个阻值为2R的定值电阻时,通过电路中各个电阻的电流和通电时间相同,可以探究导体放出的热量与电阻的关系.
故答案为:(1)控制变量;右;(2)见上图;1.292;(3)增加;(4)电阻.
点评 本题考查了探究实验常用的方法:控制变量法,滑动变阻器的使用,串联电路的规律等,考查的知识点较多,在做题时要认真审题,灵活应用所学物理知识求解.
(1)甲实验小组为了研究“电阻中的电流与电压的关系”设计了如图所示的电路.
a.请你指出他们在电路连接上的三处错误:①电压表量程选大了,②电流表“+”“-”接线柱错了,③滑动变阻器同时接上面两个接线柱.
b.该实验小组在器材选择上有一个元件选择是错误的,是灯泡,应换成定值电阻,理由是:灯泡电阻随温度变化而变化.
| 接入的电阻 | R1 | R2 | R3 | R4 |
| 电阻R/Ω | 5Ω | 10 | 15 | 20 |
| 电流I/A | 1.00 | 0.50 |
a.先将各元件按电路图正确连接,接入的定值电阻分别为R1=5Ω、R2=10Ω,调节滑动变阻器,读出电流表的示数记如表:
b.把定值电阻R2换成R3,调节滑动变阻器使电流表A1的示数保持1A不变,记下对应电流表A2的示数,填入表格中(请你帮他们完整这一步的操作);
c.再把R3换成R4,按上一步的操作进行调节,并记下对应电流表的示数,填入表格中;
d.分析数据得出结论:当电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比.
(1)小明做“探究电流与电阻的关系”的实验.他先把10Ω的电阻连入电路,闭合开关,把电流表的读数填在表格中,然后把10Ω电阻分别换成20Ω、30Ω电阻,将相应的电流值记录到表格中.
| 电阻R/Ω | 10 | 20 | 30 |
| 电流I/A | 0.3 | 0.2 | 0.15 |
(2)小华做“伏安法”测电阻的实验.他根据电路图连接的电路如图2所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔画线代替导线完成电路连接,要求滑片向B端滑动时电流表示数减小.根据小华记录的数据(如表)可知,他选用的定值电阻的阻值为10Ω.
| 实验序号 | 电压表示数/V | 电流表示数/A |
| 1 | 1.5 | 0.16 |
| 2 | 2.5 | 0.25 |
| 3 | 3.5 | 0.34 |
表一
| R=5Ω | 电压/V | 1.0 | 2.0 | 3.0 |
| 电流/A | 0.2 | 0.4 | 0.6 |
| U=3V | 电阻/Ω | 5 | 10 | 15 |
| 电流/A | 0.6 | 0.3 | 0.2 |
由表一可得:电阻一定时,电流与电压成正比
表二可得:在电压一定时,电流与电阻成反比.
(2)实验前,连接电路过程中,开关应断开;电路连接好后,闭合开关前,应将变阻器的滑片移到右端 (填左或右),这样做的目的是保护电路.
(3)在研究电流与电阻关系时,先用5欧的定值电阻进行实验,使电压表的示数为3V,再换用10欧的定值电阻时,某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置,合上开关后,电压表的示数将大于3V(选填“大于”、“小于”或“等于”).此时就向右(选填“右”或“左”)调节滑片,使电压表的示数仍为3V.在这步操作中滑动变阻器的作用是保持电阻R两端电压为3V不变.