题目内容
【题目】小明和小丽想探究导体中的电流跟电阻的关系,他们所选的电源电压为 6V 且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω,滑动变阻器规格为“60Ω 1A”。
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(1)实验中多次改变电阻 R 的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流 I 随电阻 R 变化的图象。
①由图象可以得出结论:电压一定时,________________。
②上述实验中,小明用 5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是_________,将滑动变阻器调到最大阻值端,然后将 10Ω的电阻替换 5Ω电阻,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为________________V 时,读出电流表的示数。实验中当电压表的示数不变时,设接入 5Ω电阻与滑动变阻器的阻值之比为 A,接入 10Ω电阻与对应滑动变阻器的阻值之比为 B,则 A____________B。
(2)本实验要保持电阻两端电压相同,他们在学习了欧姆定律之后,才知道本实验中电压表控制不变的电压值应该在________________范围之内选择。
【答案】通过导体的电流跟导体的电阻成反比 断开开关 3 = 2V—5V
【解析】
(1)①[1]由图象知,电流与电阻乘积相等,即电压一定,通过导体的电流跟导体电阻成反比;
②[2][3]小明用5Ω的电阻做实验,此时电压表的示数:
U=IR=0.6A×5Ω=3V,
完成实验后,应先断开开关,同时将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,再换接10Ω的电阻,然后闭合开关,使电压表的示数保持3V不变;
[4]串联电路的电流相等,由U=IR可知,U1:U2=R1:R2,由于电阻两端和滑动变阻器两端的电压不变,所以它们的比值不变,可知A与B相等。
(2)[5]由滑动变阻器的规格知,滑动变阻器的最大阻值为60Ω,允许通过的最大电流为1A;根据串联分压的知识,当电阻的阻值为30Ω时,滑动变阻器的阻值需要的最大,当滑动变阻器的阻值为60Ω时,便是电阻两端的最小电压,根据串联分压的知识:
R:R滑=UR:U滑
=
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此时电阻两端的电压为:
6V×
=2V;
电路中的最大电流为1A,当电阻为5Ω时,电路中的电流最大,则
U大=IR=1A×5Ω=5V;
所以本实验中电压表控制不变的电压值应该在2V到5V之间。