题目内容

6.某实验小组的同学在探究欧姆定律时,采用了如图所示的电路图实验中他们选用的定值电阻分别是5Ω、8Ω、10Ω,电源电压是3V,滑动变阻器的阻值范围是O~15Ω

(1)他们在探究某一因素变化对电流的影响时,采用控制变量法实验分两步进行:
①保持电阻不变,探究电流与电压的关系;
②保持电压不变,探究电流与电阻的关系.
(2)实验中,电流表的量程应选0~0.6 A,电压表的量程应选0~3V;某次实验中,若电流表的示数是O.3A,电压表的示数是l.5V,请根据你前面选择的量程,在图中分别画出两表指针的位置
(3)在研究电阻对电流的影响时,把定值电阻由5Ω换成10Ω,闭合开关后,下一步的操作是:调节滑动变阻器的滑片,保持定值电阻两端的电压不变.
(4)此实验需多测几组数据的目的是:找到普遍规律,避免偶然性.

分析 (1)用控制变量法研究欧姆定律:①电阻一定时,电流跟电压的关系.②电压一定时,电流跟电阻的关系;
(2)根据电源电压和电路中最大电流确定电表量程;
正确读出电压表、电流表的示数并能正确画出指针的位置:首先确定所用量程,明确每个大格和每个小格的示数;
(3)在研究电阻对电流的影响时,更换电阻后电阻两端的电压会随之变化,为了控制变量,要调节滑动变阻器的滑片保持电阻两端的电压不变;
(4)为了得出普遍性的规律,避免偶然性,应多测几组数据进行分析.

解答 解:
(1)导体中的电流与导体的电阻和电压有关.所以采用控制变量法实验分两步进行:
①保持电阻不变,探究电流与电压的关系;
②保持电压不变,探究电流与电阻的关系;
(2)当滑动变阻器的滑片滑动最左端,定值电阻为5Ω使,电压表的示数最大为3V,电流表最大值为0.6A,所以电压表量程为0-3V,电流表的量程为0-0.6A;
电流表分度值0.02A,示数是0.3A,电压表分度值0.1V,示数是l.5V,指针如图所示:

(3)把定值电阻由5Ω换成10Ω,定值电阻两端的电压变大,为了控制电压不变,下一步的操作是调节滑动变阻器的滑片,保持定值电阻两端的电压不变;
(4)实验需多测几组数据的目的是:找到普遍规律,避免偶然性.
故答案为:(1)①电压,②电阻;
(2)0~0.6,0~3;见上图;
(3)定值电阻两端的电压;
(4)找到普遍规律,避免偶然性.

点评 此题是探究“电流与电压、电阻的关系”的实验,考查了电表量程选取和读数及实验中多次测量的目的,同时考查了控制变量法的应用.

练习册系列答案
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11.小强利用如图甲所示的电路,实验探究“保持电压不变时,电流跟电阻的关系”.
实验器材:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,一个开关,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),两只滑动变阻器(10Ω 2A、20Ω 1A),导线若干.

(1)请根据图20甲所示的电路图,用笔画线代替导线把图20乙所示的实物电路连接完整.
(2)实验中多次改变R的阻值,并得到多组实验数据,由这些数据得到如图20丙所示的电流I随电阻R变化的图象,由图象可得结论:保持电压不变时,电流跟电阻成反比.
①在上述实验中,小强先用5Ω的电阻做完实验后,接着要改用10Ω的电阻继续做实验,应如何具体操作?
断开开关,把滑片P移到A端,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻;闭合开关,移动滑片P的位置,并观察电压表的示数变化;直到电压表的示数为2.5V时,读出电流表的示数.
②当小强改用15Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值.小强不畏困难,经过认真思考,找出了原因,并利用现有的实验器材解决了问题,完成了实验.请你分析“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因是:滑动变阻器的最大阻值太小.
并请你想一想小强解决问题可能用到的两种方法(同种方法不能重复使用),并简要说明方法一的理由.
方法一:换用最大阻值为20Ω的滑动变阻器.理由:根据$\frac{2.5V}{15Ω}$=$\frac{4.5V-2.5V}{{R}_{滑}}$,得:R=12Ω,故选用“20Ω1A”的滑动变阻器
方法二:在电路中再串联一个5Ω的定值电阻.

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