题目内容

4.我们知道导体都能导电,那么导体对电流是否有阻碍作用呢?不同导体导电本领一样吗?同一段导体,通过它的电流与电压有什么样关系?带着疑问,王猛设计了如图所示的电路来回答上面的问题.

(1)王猛先后将a、b两根不同的合金丝接入电路中,这样做的目的是改变电路中的电阻,分别观察先后接a和b后电流表的示数,结果发现其示数不同,说明导体对电流有阻碍作用.实验中,将a换成b后,应调节滑动变阻器,使电压表的示数与接a时的示数相同,观察到电流表示数不同,还说明不同的导体,电阻一般不同.
(2)为进一步研究通过导体的电流与电压的关系,王猛将b合金丝接入电路,并改变合金丝两端的电压,获得多组电压和对应的电流如表所示:
 电压/V 12 3 
 电路/A0.20.4 0.6 
根据表中数据分析可知:对同一根合金丝,电流跟电压成正比.此实验过程中,滑动变阻器的主要作用是调节电阻两端的电压.
(3)一根合金丝,加在它两端的电压是3V时,通过它的电流是0.6A,则该合金丝的阻值是5Ω.

分析 (1)研究电阻的大小与长度、横截面积的关系时,我们首先要知道不同的电阻丝其阻值的大小;这就要用到转换法:在其两端电压相同的情况下,根据其通过它的电流的大小来体现其电阻的大小;
(2)分析表中数据得出对同一根合金丝,通过的电流与其两端的电压的关系;滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压;
(3)利用R=$\frac{U}{I}$求出电阻大小.

解答 解:
(1)因为a、b两根合金丝的材料不同,所以电阻不同,先后将a、b两根不同的合金丝接入电路中,这样做的目的是改变电路中的电阻;
分别观察先后接a和b后电流表的示数,结果发现其示数不同,说明导体对电流有阻碍作用不同;
在图示的电路中,电阻丝的阻值的大小是通过电流表的示数大小来确定的,而决定电路中电流大小的因素不仅有电阻,还有导体两端的电压,利用控制变量法的思路,为了让电流的大小能够体现导体电阻的大小,必须保证其两端电压相同,滑动变阻器在这里的作用就是调节导体两端电压的;把不同的合金丝接入电路后,观察到电流不同,还说明不同导体导电的本领是不同的;
(2)根据表中数据分析可知:对同一根合金丝,通过合金丝的电流与其两端的电压成正比;滑动变阻器在这里的作用就是调节导体两端电压的;
(3)根据欧姆定律I=$\frac{U}{I}$可得,
合金丝的阻值为:R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω.
故答案为:(1)电阻;不同;相同;  电流表示数;(2)正比;调节电阻两端的电压;(3)5.

点评 本题是探究影响电阻大小的因素,此题考查学生对于探究问题的实验方法和原理的理解和掌握,特别是控制变量法的应用.

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