题目内容
13.某小组同学用图甲的电路图探究欧姆定律,实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、20Ω,电源电压为3V不变.(1)如图甲所示,是小华所连接的不完整实验电路,请你用笔画线代替导线,将缺少的导线连接好成完整电路.
(2)小华将电路接好后,闭合开关,发现电压表与电流表的示数太大.接下来应进行的操作是C(填写字母代号).
A.更换电池或电阻
B.检查电路是否短路
C.断开开关,移动滑动变阻器滑片至最大值位置
(3)在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时,小华将5Ω的电阻接入电路,电压表如图乙所示.后把定值电阻由5Ω换成10Ω,闭合开关后,下一步的操作是:将变阻器的滑片P向右(填“左”或“右”)移动直至电压表示数为2V.若要完成整个实验,选择的滑动变阻器的最大阻值至少为10Ω.
(4)上述探究结束后,该组同学选择原来的电源和两只灯泡L1“2.5 V 0.3 A”和L2“3.8 V 0.3 A”,设计的电路如图丙所示,探究“电功率跟电流、电压的关系”.
①此实验设计是为了探究电功率与电压的关系,通过灯的亮暗来判断电功率的大小.
②为了探究电功率与电流的关系,小明认为,利用图丙电路只要通过移动滑动变阻器,改变电流观察灯L1或L2亮度的变化,即可得出结论.则小明同学的方案不合理(选填“合理”或“不合理”),理由:电压与电流同时在改变,未控制电压一定.
分析 (1)把电流表、电阻串联接入电路,完成电路连接.
(2)如果电路总电阻太小,则电路电流将会较大,电表示数较大,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,然后分析答题.
(3)探究电流与电阻的关系应控制电阻两端电压不变,应用串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值,然后选择滑动变阻器.
(4)灯泡亮度由灯泡实际功率决定,灯泡实际功率越大,灯泡越亮;探究功率与电流的关系,应控制电压相等而电流不同.
解答 解:(1)把电流表与电阻串联接入电路,实物电路图如图所示:![]()
(2)闭合开关,发现电压表与电流表的示数太大,说明电路电阻太小,可能是滑动变阻器接入电路的阻值太小造成的,应断开开关,移动滑动变阻器滑片至最大值位置,故选C;
(3)电压表量程为0~3V,由图示电压表可知,其分度值为0.1V,示数为2V;
在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时,应控制电阻两端电压不变,把定值电阻由5Ω换成10Ω,闭合开关后,定值电阻两端电压变大,为保持电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分压应将变阻器的滑片P向右移动直至电压表示数为2V为止. 电源电压为3V,定值电阻两端电压为2V,则滑动变阻器两端电压为3V-2V=1V,串联电路电流相等,电阻两端电压与电阻阻值成正比,电阻两端电压是滑动变阻器两端电压的2倍,电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的2倍,电阻最大阻值为20Ω,要完成整个实验,滑动变阻器接入电路的最大阻值为10Ω,要完成实验,选择的滑动变阻器的最大阻值至少为10Ω.
(4)上述探究结束后,该组同学选择原来的电源和两只灯泡L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A”,设计的电路如图丙所示,探究“电功率跟电流、电压的关系”.
①灯泡亮度由灯泡实际功率决定,灯泡实际功率越大,灯泡越亮,可以根据灯泡的亮暗比较灯泡电功率的大小.
②探究电功率与电流的关系,应控制灯泡两端电压相等而电流不同,利用图丙电路只要通过移动滑动变阻器,改变电流观察灯L1或L2亮度的变化时,电压与电流同时在改变,未控制电压一定,小明的方案不合理.
故答案为:(1)如上图所示;(2)C;(3)右;2;10;(4)①灯的亮暗;②不合理;电压与电流同时在改变,未控制电压一定.
点评 本题考查了连接实物电路图、电路现象分析、滑动变阻器的调节、电表读数、实验评价等问题,探究电流与电阻关系实验要应用控制变量法,应用控制变量法是正确解题的关键.
(1)图甲是小华未完成的实验电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整,要求当滑片P左移时电流表的示数变大.
(2)实验中连接电路时,开关应该断开,实验前在试触开关时,如果发现电流表指针如图乙所示,则接下来的正确的操作是断开开关,将电流表的正负接线柱接线交换;
据你所连接的电路在闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至B(选填“A”或“B”)端;图丙是某次实验中电流表的示数,应该记为0.26A.
(3)小华在实验中应保持电路中的电阻不变,通过移动变阻器的滑片P改变电阻两端的电压;表一是记录的部分实验数据,通过分析可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
| 实验次数 | .1 | 2 | 3 |
| 电压U/V | 1 | 2 | 2.8 |
| 电流I/A | 0.1 | 0.2 | 0.28 |
| A. | 头发和梳子之间发生了电子转移 | |
| B. | 由于摩擦起电,头发带的同种电荷互相排斥 | |
| C. | 摩擦产生的热使头发膨胀 | |
| D. | 由于梳子的机械分离作用而使头发带的电荷互相排斥 |