题目内容
18.某实验小组利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系.实验用到三只阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻,蓄电池(电压为6V且保持不变)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干.(1)请将图甲的实物电路连接完整(导线不允许交叉),并在方框内画出对应的电路图;
(2)实验中将10Ω电阻换成5Ω电阻后,应将滑动变阻器的滑片P向端移动B(填“A”或“B”),移动滑片的目的是保持定值电阻两端电压不变.手和眼睛的分工是手移动滑动变阻器滑片P,眼睛注意观察电压表示数.正确操作后,记下电流表的示数,得到电流I随电阻R变化的图象如图乙所示,由图象可得出的结论是在电压一定时电流与电阻成反比
(3)该同学将20Ω的电阻换上后,发现无论怎样移动滑片,电压表示数都移不到2V,原因是:滑动变阻器最大阻值太小
(4)该实验小组同学又找了一个小灯泡换下电阻R,接着探究了小灯泡电流与电压的关系,测得了多组数据,画出了小灯泡电流随电压变化的图象如图丙,他们画出的图象可能是A,理由是灯泡的电阻随温度的升高而增大(增大/减小/不变).
(5)实验时闭合开关,两表均有示数,然后将灯泡从灯座中取走,电流表没有(有/没有)示数,电压表示数为6V.
分析 (1)将滑动变阻器与电阻串联,电压表与电阻并联;根据电路图画出实物图,注意连接顺序和方式与电路图一致;
(2)探究电流与电阻之间的关系,应保持电阻两端的电压不变,若要减小电阻两端的电压,应增大滑动变阻器的阻值;分析图象电压和电阻的关系,得出结论;
(3)根据电阻阻值与滑动变阻器最大阻值、串联电路特点分析答题;
(4)灯泡电阻受温度影响,随温度升高而增大,分析图示图象然后答题;
(5)电路断路时电路中没有电流,电流表示数为零,分析清楚电路结构,然后根据电路结构分析答题.
解答 解:(1)将滑动变阻器与电阻串联,滑动变阻器已接了下面一个接线柱,可再接上面任意一个接线柱,电压表与电阻并联,如图所示:![]()
电路图如图所示:![]()
(2)探究电流与电阻关系实验应控制电阻两端电压保持不变,实验中将10Ω电阻换成5Ω电阻后,电阻阻值减小,电阻两端电压减小,滑动变阻器分压增大,为保持电阻两端电压不变,应减小滑动变阻器两端电压,滑动变阻器接入电路的阻值应减小,应将滑动变阻器的滑片P向端移动B.移动滑片时,手移动滑动变阻器的滑片P,眼睛要观察电压表示数.由图乙所示电流I随电阻R变化的图象可知,在电压一定时,电流与电阻的乘积是定值,即电流与电压成反比,由此可得:在电压一定时电流与电阻成反比.
(3)将20Ω的电阻换上后,电阻阻值增大,电阻分压增大,滑动变阻器分压减小,要保持电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器两端电压,滑动变阻器接入电路的阻值应增大,如果滑动变阻器最大阻值太小,则无论怎样移动滑片,电压表示数都移不到2V.
(4)灯泡电阻随温度升高而增大,随电压与电流的增加,灯泡实际功率变大,灯丝电阻温度升高,灯泡电阻增大;由图丙所示图象可知,图象A的电阻随电压与电流的增大而增大,则图线A是灯泡的电流与电压关系图象.
(5)实验时闭合开关,两表均有示数,将灯泡从灯座中取走,电路断路,电路电流为零,电流表没有示数,此时电压表测电源电压,电压表示数等于电源电压,电压表示数为6V.
故答案为:(1)电路图如图所示;(2)B;保持定值电阻两端电压不变;手移动滑动变阻器滑片P,眼睛注意观察电压表示数;在电压一定时电流与电阻成反比;(3)滑动变阻器最大阻值太小;(4)A;增大;(5)没有;6.
点评 本题考查控制变量法的正确使用,可知探究“在电阻两端电压保持不变时,通过电阻的电流与该电阻的阻值成反比”的条件是:保持电阻两端电压不变;改变电阻的阻值是去测通过它的电流.
①把橡皮泥粘在滑块上,用弹簧测力计测出滑块和橡皮泥的总重,记作G.
②将粘有橡皮泥的滑块放到水平木板上,通过水平细绳和弹簧测力计相连.用手向右拉动木板,待弹簧测力计示数稳定后,读出示数F.
③多次改变滑块上橡皮泥的质量,并重复步骤①②,记录相应数据如表所示:
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 滑块和橡皮泥的总重G/N | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
| 弹簧测力计示数F/N | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 |
(2)根据表中数据在坐标纸上做出F-G图象.
(3)由F-G图象可得,滑块受到的滑动摩擦力Ff 与压力FN的关系是在接触面的粗糙程度不变时,滑动摩擦力与压力成正比.
(4)向右拉动木板时,快拉或慢拉对弹簧测力计的示数有无影响?无.
杨明连接完电路后闭合开关,把滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中,测得了如下表所示的六组数据.若待测电阻和电源电压在实验过程中不变,请你根据这些数据,解答下列问题:
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 电压表示数U/V | 3.0 | 2.8 | 2.5 | 2.0 | 1.8 | 1.5 |
| 电流表示数I/A | 0.10 | 0.12 | 0.15 | 0.20 | 0.22 | 0.25 |
(2)该实验中所用电源电压是4 V,待测的电阻是10Ω.
(3)从实验数据来看,小明所选的滑动变阻器的规格应当是50Ω1.5A.
(4)若在该实验中电流表不小心损坏,杨明剩余器材组成了如图电路也能测出待测电阻的阻值,他的做法是:将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,读出电压表示数UR,若电源电压U滑动变阻器最大阻R,则Rx=$\frac{{U}_{x}R}{U-{U}_{x}}$(用字母表示).
在光具座上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏,实验过程中,改变物距,换用不同的凸透镜,但保持像距不变.实验现象、数据如表.
| 实验次数 | 物距(cm) | 凸透镜的焦距(cm) | 像距(cm) | 成像情况 |
| 1 | 21 | 10 | 16 | 光屏上始终出现倒立、缩小清晰的像 |
| 2 | 20.7 | 9 | 16 | |
| 3 | 35.2 | 11 | 16 |
(1)比较实验2与实验1发现,当观察物距变近时,要在原处得到清晰的像,可换用焦距较小(大/小)的凸透镜.
(2)比较实验3与实验1发现,当观察物体变远时,要在原处得到清晰的像,可换用焦距较大的凸透镜,该小组同学经分析、思考,证实了自己的猜想是正确的.即眼睛看远处物体和近处物体都很清楚,是通过调节晶状体曲度的变化,改变焦距而实现的.
(3)该小组按照怎样的思维次序进行探究活动的?提出问题→猜想和假设→设计实验→分析归纳→得出结论.
(4)自动调焦的相机,在某处拍完远景后,再拍近景特写,要想在胶片上仍得到清晰的像,则它的焦距应变短(长/短).
| 实验次数 | 电阻R/欧 | 电流I/A |
| 1 | 2 | 1.2 |
| 2 | 4 | 0.6 |
| 3 | 6 | 0.4 |
(2)分析表中数据可知,他在实验时,将电阻R两端的电压控制在2.4 伏.