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【题目】小明利用学生电源(6V)、电阻箱完成“电流跟导体电阻的关系”实验。

(1)小明根据实验目的设计出实验电路图,并按电路图连接实验器材如图甲所示。闭合开关前,滑动变阻器滑片P应置于_________端。

(2)小明在闭合开关前,电阻箱读数如图乙所示,此时,电阻箱接入电路电阻为________ Ω。

(3)小明闭合开关后发现电压表、电流表示数均为零,若故障只发生在滑动变阻器上,则该滑动变阻器________ (选填“开路”、“短路”“完好”)

(4)排除故障后,在小明继续做实验过程中,当他将电阻箱的阻值由10Ω调为15Ω时,为顺利完成实验,他应将滑动变阻器的滑片向_________端移动。(选填“A”或“B”)

(5)当电阻箱接入电路的阻值为20Ω时,小明发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数始终无法达到3V。此时小明应采取的措施是_________。(选填序号)

A.更换一只新的电压表

B.用“2A 100Ω”的滑动变阻器替换原来的滑动变阻器

(6)最终,小明记录下的实验数据如下表所示,请根据表格中的数据归纳通过导体的电流跟导体电阻的关系:在导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体电阻成_________。

U/V

3

3

3

3

3

R/Ω

5

10

15

20

30

Ⅰ/A

0.6

0.3

0.2

0.15

0.1

【答案】A 5 开路 A B 反比

【解析】

(1)[1]闭合开关前,滑动变阻器滑片P应置于电阻最大处,所以闭合开关前,滑动变阻器滑片P应置于A端;

(2)[2]由乙图可知电阻箱接入电路电阻为

(3)[3]电压表、电流表示数均为零,且故障只发生在滑动变阻器上,则该滑动变阻器开路;

(4)[4]电阻箱与滑动变阻器串联,它们两端的电压与自身的电阻成正比,因此为了控制电阻箱两端的电压不变,将电阻箱的阻值由10Ω调为15Ω时,为顺利完成实验,应将滑动变阻器的滑片向电阻变大的A端移动;

(5)[5]根据串联电路分压原理,电源电压6V,电阻箱20Ω,电阻箱两端的电压3V,滑动变阻器接入点入中的电阻也要20Ω。当电阻箱接入电路的阻值为20Ω时,小明发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数始终无法达到3V,说明原来的滑动变阻器电阻小于20Ω,不满足要求,所以应换用更大的滑动变阻器,故选B;

(6)[6]根据表格数据可得

因此,在导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体电阻成反比。

练习册系列答案
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热电效应

1821年,德国物理学家塞贝克发现在两种不同的金属所组成的闭合回路中,当两接触处的温度不同时,回路中会产生电流,称为“塞贝克效应”。其基本情况可用如图甲所示热电偶电路实验来描述:把1根铁丝的两端分别与2根铜丝相连接,再与一只小量程的电流表串联成闭合电路,然后把铜、铁丝的一个接点D放在盛有冰水混合物的杯中,另一个接点G用火焰加热时,发现电流表的指针会发生偏转,闭合电路中会产生电流。

1834年,法国实验科学家珀尔帖又发现了它的相反情况:两种不同的金属构成闭合回路,当回路中通有直流电流时,两个接头的温度不同,一个接头温度会升高,另一个接头温度会降低,从而产生温差,称为“珀尔帖效应”。1837年,俄国物理学家愣次又发现,改变电流方向后,原来温度升高的接头变成温度降低,而温度降低的接点变成升温。

根据上述原理可以制作出一种电子制冷箱,其结构可简化为:将P型半导体与N型半导体用铜板连接,再用导线连成一个回路,铜板和导线只起导电作用,为了取得更好的效果,实际的电子制冷箱是把多对P、N型半导体连接起来的(如图乙)。在回路中接通电流后,一个接点变冷(箱内部),另一个接头散热(箱外部)。

(1)图甲中的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由_________能转化而来的;

(2)电子制冷箱是根据_________效应原理工作的,使用_______(直流/交流)电源供电;

(3)如果想利用上述电子制冷箱来制热,最简便的方法是_______;

(4)在图乙中多对P、 N型半导体对是_______ (串联/并联)连接的。

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