题目内容

15.小华用如图所示的电路探究电流与电阻的关系.已知电源电压为6V,滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω,电阻R1为l0Ω.实验过程中,将滑动变阻器滑片移到某一位置时,读出电阻R1两端电压为4V,并读出了电流表此时的示数.紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做两次实验,可供选择的电阻有l5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个,为了保证实验成功,小华应选择的电阻是15Ω和30Ω,两电阻接入电路后,工作时消耗的功率分别是1.07W和0.53W.

分析 (1)在探究电流与电阻实验中,因为通过导体电流的大小与电压和电阻两个因素有关,所以实验中更换电阻后要调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变仍为4V,据此选择电阻;
(2)根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算功率.

解答 解:(1)为了保证实验成功,要保证更换电阻后电压表的示数仍为4V,因电源电压为6V,故滑动变阻器两端的电压只能是2V,即:U1:U2=4V:2V=2:1,两电阻串联,故R1:R2=U1:U2=2:1,
因滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω,所以R1≤40Ω,故只能选15Ω或30Ω.
(2)当电阻R1为l5Ω时,电阻工作时消耗的功率为P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{(4V)^{2}}{15Ω}$≈1.07W;当电阻R1为30Ω时,电阻工作时消耗的功率为P′=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{(4V)^{2}}{30Ω}$≈0.53W.
故答案为:15; 30;  1.07; 0.53.

点评 研究的是电流与电阻的关系,实验时改变电阻的大小,但要控制电阻两端的电压不变,这样才能得出准确的结论.利用好控制变法(更换电阻后,要保持电阻两端的电压不变)是本题的关键.

练习册系列答案
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10.如图,待测电阻在10Ω左右,电源电压为6V,现利用以下元件,测该电阻的电阻值.

(1)这种方法叫伏安法测电阻.
(2)原理:R=$\frac{U}{I}$.
(3)图中甲应是电流表,乙应是电压表.
(4)为了减小误差,电压表选用0-3V量程,若待测电阻为10Ω,则变阻器接入电路的阻值不得小于10Ω.
(5)根据要求连接实物图,要求当滑片P向左滑动时电流表示数变大,连接电路时,开关应断开,滑片P应放在B处.(填字母)
(6)根据电流表和电压表的数据如图丙所示,请填入表格.
 电压(V) 电流(A) 电阻(Ω)
   
(7)从实验表格分析,此实验存在缺陷,还应进行多次测量,求平均电阻值,目的是减小误差.
(8)如果实验中电流表坏了,请你利用电路完成该实验,你的主要操作步骤是:
①按照电路图连接电路闭合开关,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压Ux
②断开开关,把电压表并联在定值电阻R0两端;闭合开关,用电压表测出定值电阻R0两端的电压U,R=$\frac{{U}_{x}}{{U}_{0}}$•R0
(9)实验过程中,一些小组发生了现象,请你分析原因:
(a)闭合开关,电流报和电压表都没有示数滑动变阻器断路
(b)闭合开关,电流表几乎无示数,电压表却有明显的偏移灯泡断路
(c)闭合开关,发现电流表和电压表的示数都很小滑动变阻器的阻值太大
(d)移动滑动变阻器时,电路表或者电压表示数没有改变滑动变阻器接两上或两下
(10)此电路能不能测约几百欧的电阻阻值?为什么?不能,因为电阻太大,电流太小,无法测量.

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