题目内容
12.在“探究一定电压下,电流与电阻的关系”的实验中,如图所示.老师提供的实验器材有:电源(电压恒为3Ⅴ),电流表、电压表各一个,开关一个,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),两只滑动变阻器(规格分别为“15Ω 2A”、“20Ω 1A”),导线若干.(1)用笔画线将图乙实物图连接完整.
(2)小李实验时,在a、b间先接入5Ω的电阻,闭合开关,移动滑片P,使电压表的示数为1.5V,并记下相应的电流值;再改接10Ω的电阻,此时滑片P应向F(选填“E”或“F”)端移动,小李移动变阻器滑片P的目的是:保持定值电阻两端电压为1.5V不变.
(3)小李为完成用四个定值电阻进行实验,他应选择的滑动变阻器规格是“20Ω1A”.他这样选择的理由是当20Ω的电阻接入a、b间时,为使电压表的示数为1.5V,滑动变阻器接入电路中的阻值是40Ω;若选用规格为“15Ω,2A”滑动变阻器,无论怎样移动滑片P,电压表的示数始终无法达到1.5V.
分析 (1)由电路图可知,电流表与电阻R串联,可根据电压表的量程和最小定值电阻的阻值确定电路中的最大电流;然后根据电流从正接线流入,负接线柱流出将电流表接入电路中.
(2)将5Ω的电阻换成了10Ω的电阻时,电路中的总电阻变大,电路中的电流减小,滑动变阻器两端的电压减小,电压表的示数变大;要探究电流和电阻之间关系,必须保持电阻两端的电压不变,即与电阻并联的电压表示数不变,为保证电阻两端的电压不变,要通过调节滑片,使滑动变阻器两端的电压变大,从而使电阻两端的电压变为原来的值.
(3)判断滑动变阻器的使用规格,同时要考虑滑动变阻器的电阻和允许通过的最大电流.
解答 解:(1)电路中的最大电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A;
则电流表的量程为0~0.6A;故将电流表“0.6A”的接线柱与开关的右接线柱相连,“-”接线柱与电阻丝的b接线柱相连;如图所示:![]()
(2)将5Ω的电阻换成了10Ω的电阻时,串联电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流变小,滑动变阻器分得的电压变小,电阻分得的电压变大;要探究电流和电阻之间关系,必须保持电阻两端的电压不变,即与电阻并联的电压表示数不变,所以应调节滑片向F移动,增大滑动变阻器接入电路的电阻,使电压表的示数达到1.5V时,读取电流表示数.因此小李移动变阻器滑片P的目的保持定值电阻两端电压为1.5V不变.
(3)电源电压为3V,当20Ω的电阻接入a、b间时,为使电压表的示数为1.5V,滑动变阻器接入电路中的阻值是20Ω;若选用规格为“15Ω,2A”滑动变阻器,无论怎样移动滑片P,电压表的示数始终无法达到1.5V;因此需要选择“20Ω 1A”的滑动变阻器.
故答案为:(1)见上图;(2)F;保持定值电阻两端电压为1.5V不变;(3)“20Ω1A”;当20Ω的电阻接入a、b间时,为使电压表的示数为1.5V,滑动变阻器接入电路中的阻值是20Ω;若选用规格为“15Ω,2A”滑动变阻器,无论怎样移动滑片P,电压表的示数始终无法达到1.5V.
点评 本题考查了探究电流跟电阻关系的实验,探究的方法是控制变量法;并且能够根据题目数据选择合适的滑动变阻器,不但考虑滑动变阻器允许通过的电流,也要考虑滑动变阻器的电阻.电路电流不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流,滑动变阻器最大电阻稍大于电路需要的电阻,这样,滑动变阻器既能满足电路要求,也能使电路准确获得需要的数据.
| A. | 堵住茶壶盖上的小孔,茶壶里的水就不容易被倒出来 | |
| B. | 用塑料吸管能把饮料吸入口中 | |
| C. | 生产灯泡时,抽气机能抽出灯泡内的空气 | |
| D. | 两块玻璃板的表面用水浸湿,将两块合在一起,很难分开 |
(1)实验前没有挂钩码时,发现杠杆左端下倾,应将杠杆右端的螺母向右(填“左”或“右”)边旋一些,使杠杆在水平位置平衡,使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂.
(2)实验时钩码质量50g,杠杆上每格等距,当在A点挂4个钩码时,在B处怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡(挂法画在图中);也可以在C处用弹簧测力计沿竖直向上方向施加3N的力使杠杆在水平位置平衡.
(3)有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”.他们经过实验,获得了下述数据:
| 动力F1/N | 动力臂L1/cm | 阻力F2/N | 阻力臂L2/cm |
| 4 | 5 | 5 | 4 |
(4)由实验得出的正确结论是:F1L1=F2L2.
(1)完成实验应选择器材A(A/B),理由:小灯泡的灯丝电阻随温度的变化而变化(定值电阻不随温度变化而变化).
(2)帮助小明用笔画代替导线完成图甲中的实物电路连接.
(3)小明通过实验测出了下表中的数据.分析数据可以得出的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
| 次序 | 1 | 2 | 3 |
| 电压U/V | 0.5 | 1.0 | 1.5 |
| 电流I/A | 0.05 | 0.1 | 0.15 |
(1)探究“电流与电压的关系”时,所测得的几组电流、电压值见表一.分析表中数据可知:电阻箱接入电路的阻值为5Ω,滑动变阻器的作用是:改变定值电阻两端的电压;
(2)探究“电流与电阻的关系”时,应调节电阻箱,改变它接入电路中的阻值,并调节滑动变阻器使电压表的示数保持相同,读出电流值,所测得几组数据见表二;
(3)分析表二中数据1和3可知:电阻箱两端的电压为2V,而数据2 错误的原因在于:未控制电阻两端电压不变;此时应将滑动变阻器的滑片向右移动;
(4)实验过程中,如果出现了电流表示数为0,电压表示数接近6V,电路发生的故障可能是电阻箱断路;
表一
| 实验序号 | 电压U/V | 电流I/A |
| 1 | 1.0 | 0.20 |
| 2 | 1.5 | 0.30 |
| 3 | 2.0 | 0.40 |
| 实验序号 | 电阻R/Ω | 电流I/A |
| 1 | 5 | 0.40 |
| 2 | 10 | 0.24 |
| 3 | 20 | 0.10 |