题目内容
2.如图是小丽在做“探究电流与电压和电阻的关系”的实验电路图(1)用笔线代替导线,根据电路图将丙图中的电压表正确连入电路.
(2)在某次测量中,电流表的示数如图乙所示,电流为0.3A.
(3)在探究“电流与电压的关系”时.
①选择的研究对象是定值电阻R而不是小灯泡,理由是:小灯泡的电阻随温度的变化而变化;
②这一实验过程中,滑动变阻器的作用是:改变定值电阻的电压和通过的电流,实现多次测量目的.
(4)在探究“电流与电阻的关系”时,所选定值电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω,并按下列步骤进行实验:
①将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表的示数为3V,记下电流表的示数I1,断开开关S;
②用10Ω的电阻替换5Ω的电阻接入电路,闭合开关S,移动变阻器的滑片,使电压表示数为3V(填实验操作步骤),记下电流表的示数I2,断开开关S;
③用20Ω的电阻替换10Ω的电阻接入电路,闭合开关S,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电压表的示数大于3V,实验无法进行下去.请写出一种解决问题的方法:换用阻值较大的滑动变阻器(或减小电源电压).
(5)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断路.
分析 (1)由题中(4)的条件确定电压表选用的量程与灯并联;
(2)根据图乙电流表小量程读数;
(3)①探究电流与电压的关系时,要控制电阻大小不变;
②为得出普遍性的结论,要多次测量;
(4)②在探究电流与电阻的关系时,要控制不同电阻两端的电压不变;
③根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,
根据分压原理,当定值电阻R变大时,变阻器连入电路的电阻也应变大,据此分析;
(5)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近6V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电阻断路了.
解答 解:(1)由题中(4)的条件:电压表的示数大于3V,电压表选用大量程与灯并联,如下所示:![]()
(2)图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A;
(3)①探究电流与电压的关系时,要控制电阻大小不变,而小灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,故选择的研究对象是定值电阻R而不是小灯泡;
②在探究“电流与电压的关系”时,要控制电阻大小不变,为得出普遍性的结论,要多次测量,故电压表示数不变,故滑动变阻器的作用是:改变定值电阻的电压和通过的电流,实现多次测量目的;
(4)②在探究电流与电阻的关系时,要控制不同电阻两端的电压不变,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻接入电路,闭合开关S,根据分压原理,电压表的示数变大,为保持电压表示数不变,应调节滑动变阻器,使电压表的示数仍为3V,记下电流表的示数I1,断开开关S;
③设电源电压为U,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=U-3V,
根据分压原理可得:
$\frac{U-3V}{3V}$=$\frac{R′}{R}$,即$\frac{U}{3V}$-1=$\frac{R′}{R}$,
由此式可知,因电源电压U不变,故等式左边为一定值,当定值电阻R变大时,变阻器连入电路的电阻也应变大;当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电压表的示数大于3V,是因为变阻器的最大阻值太小的原因,故应换用阻值较大的滑动变阻器(或减小电源电压);
(5)经分析,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:电阻断路了.
故答案为:(1)如上所示;
(2)0.3;
(3)①小灯泡的电阻随温度的变化而变化;②改变定值电阻的电压和通过的电流,实现多次测量目的;
(4)②移动变阻器的滑片,使电压表示数为3V;③换用阻值较大的滑动变阻器(或减小电源电压);
(5)电阻断路.
点评 本题探究电流与电压和电阻的关系,考查电路的连接、电流表读数、影响电阻大小的因素、控制变量法、变阻器的作用及对器材的要求和故障分析.
(1)如图所示,他所连接的实验电路存在错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确.请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,画出正确的接法.
(2)电路连接正确后,闭合开关,记录的部分实验数据和现象如下表所示.分析表中实验数据可知:第1次实验中,小灯泡不发光的原因是灯的实际功率太小,接下来应进行的操作是向左移动滑动变阻器的滑片;所用电源电压约为6V.
(3)由于小宇粗心大意,没有记录灯泡正常发光时电流表的示数,于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻:R=5Ω,再计算出灯泡的额定功率:P=2.888W.请你对小宇计算额定功率的方法作出评价;小灯泡的额定功率小于(选填“大于”“等于”或“小于”)2.888W,理由是灯丝的电阻随温度升高而变大.
| 实验次数 | 电压表示数/V | 电流表示数/I | 灯泡亮度 |
| 1 | 0.5 | 0.1 | 不发光 |
| 2 | 2.0 | 0.25 | 发光较暗 |
| 3 | 3.8 | 正常发光 | |
| 4 | 6.0 | 0 | 不发光 |
①闭合S1、S2、断开S3,调节滑动变阻器,得到表中三组数据,根据表中数据,则R=7.5Ω
②若在进行实验时发现电压表突然损坏,改组同学手边有多余②电流表但无电压表,为了测定小灯泡的额定功率,小刚灵机一动,设计了如图乙所示电路图,并进行如下操作:
A.调节滑片至阻值最大处,并同时闭合S1、S2、S3;
B.调节滑动变阻器的滑片,直至电流表A1的示数为0.48A(此空结果保留两位小数),记下电流表A示数如图丙所示,此时小灯泡的额定功率为1.872W.
| 1 | 2 | 3 | |
| 电压U/V | 2.2 | 2.4 | 3 |
| 电流I/A | 0.20 | 0.25 | 0.3 |
| A. | 透镜的焦距等于20厘米 | |
| B. | 透镜的焦距小于20厘米 | |
| C. | 物距从0增至20厘米的过程中所成像为实像 | |
| D. | 物距从0增至20厘米的过程中所成像为虚像 |