题目内容

10.在探究“通过导体的电流与两端电压关系”的实验中:
(1)实验电路如图所示,某小组选用R为5Ω的电阻,规格为“20Ω  2A”的滑动变阻器,两节新干电池为电源进行实验.
①闭合开关前,将滑动变阻器滑片P向右(填“左”或“右”)移动,使其接入电路的阻值最大.闭合开关后,发现电压表无示数,电流表有示数,则故障原因可能是电阻R短路或电压表坏了.
②排除故障后,进行实验,记录相关数据如表所示.根据表中数据可以得到的结论是:当电阻一定时,导体中的电流与电压成正比.
U/N0.51.01.52.02.52.8
I/A0.100.200.300.400.500.56
(2)进行实验时,该小组发现:
①调节滑动变阻器无法使电压表的示数为0.5V,为使电压表示数为0.5V,可采取的办法是采用一节干电池供电或换用阻值更大的滑动变阻器.
②调节滑动变阻器无法使电压表的示数达到3.0V,你猜想可能原因是导线有电阻(写出一种即可).
(3)该小组在处理数据时发现:电压U与电流I的比值恰好等于电阻R的值.为进一步论证此发现,他们提出两种收集数据的方案,
方案一:收集电阻值为5Ω的几个小组的数据;
方案二:收集电阻值不同的几个小组的数据.
你认为方案更合理二.理由是多测几组电阻值不同的数据,结论更具有普遍性.

分析 (1)①滑动变阻器可以对电路起到保护作用,因此,在电路开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P调到阻值最大处;
电流表有示数,说明电路为通路;电压表无示数,说明电压表断路或与电压表并联的元件短路;
②分析表中数据,得出电流与电压的关系;
(2)从电源电压及串联电路的电压规律及电路其它元件的存在电阻考虑.
(3)为了使实验结论具有普遍性,实验时需要选取不同的电阻实验.

解答 解:(1)①由图知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,所以在闭合开关前,应将滑片移至最右端,使其阻值最大;
电流表有示数,说明电路为通路;电压表无示数,说明电压表断路或与电压表并联的元件短路,因此电路故障为电阻R短路或电压表坏了;
②由表格中数据知,当电阻一定时,导体的电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也增大几倍,故可得结论:当电阻一定时,导体中的电流与电压成正比.
(2)①由题意知,电源由两节干电池组成,调节滑动变阻器无法使电压表的示数为0.5V,可能是电源电压过大,采取的办法是采用一节干电池供电;
②灯泡两端的电压总是达不到3V,可能是导线有电阻、接线柱和导线连接不紧、电池有电阻、电流表有电阻等,造成分压的原因.
(3)如果实验只是用同一种电阻做,则实验得到的数据具有特殊性,使得结论不具有普遍性,因此实验方案二比较好.
故答案为:
(1)①右;电阻R短路或电压表坏了;②电阻;正;
(2)①采用一节干电池供电; ②导线有电阻;
(3)二;多测几组电阻值不同的数据,结论更具有普遍性.

点评 此题为探究电流与电压、电阻关系的实验,做实验时,必须在一定条件的基础上,让实验结论具有普遍性.

练习册系列答案
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20.阅读《福船》回答问题.
福船
跨越遥远时空的海上丝绸之路上,一个名叫“福船”的文化符号历久弥新.福船作为木质时代风帆动力远洋船只中的佼佼者,成就了明代郑和、戚继光、郑成功等人的伟大壮举,为中国乃至世界航海史写下了璀璨的一页.
福船,福建沿海一带尖底古海船的统称,上阔下窄,首尖尾宽两头翘,复原模型图如图所示.其甲板平坦,龙骨厚实,结构坚固;吃水深,容量多,善于装载,稳定性好,抗风力强,适于远洋.
与指南针对航海贡献相媲美的“水密隔舱福船制造技艺”,是中国对世界航海发展史产生深远影响的另一项伟大发明. 2010年11月15日,《中国水密隔舱福船制造技艺》被列入联合国教科文组织“急需保护的非物质文化遗产名录”.所谓“水密隔舱”,就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断,分隔成互不透水的一个一个舱区.在航行过程中,如果有一个或两个舱意外破损,海水进不到其他舱中,从船整体看,仍然保持有足够的浮力,不至沉没.“水密隔舱”技术大大提高了船舶的整体抗沉性.另外隔舱板与船壳板紧密连接,使船体结构也更加坚固.分成隔舱,还便利货物存放管理.水密隔舱福船制造技术,对于远洋航海史研究有着不可替代的重要学术价值.
南京静海寺《郑和残碑》记载:“永乐三年(1405年),将领官军乘驾二千料海船并八橹船…”.经学术界考证,与北京天坛齐名的二千料海船就是福船.“料”是当时流行的用来表示舟船大小的一种计量单位.二千料海船总长61.2米,最大宽13.8米,型深4.89米;满载时,水线长53米,水线宽13米,吃水3.9米.帆装、给养、武器、人员、货物等及船自身质量总共可达1170吨.郑和下西洋是人类海洋文明史的重要组成部分,是世界航海史上时间最早、规模最大的洲际航海活动.比哥伦布到达美洲大陆航海早了87年,比达•伽马过好望角到达印度的航海早了92年,比麦哲伦的环球航海早了114年.郑和下西洋时的中国船舶制造、天文航海、地文航海、季风运用和航海气象预测等方面的技术和航海知识,在当时均处于世界领先地位.
重启海上丝绸之路的今天,“福船”这个珍贵的文化符号成为新兴文创产业里重要的创作灵感,依然在启迪人们不断去开拓创新.
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)福船采用了水密隔舱技术大大提高了船舶的整体抗沉性.请你展开想象,就福船的这一技术设计理念,举例说明还可应用在哪些方面:潜艇的排水舱可以使用水密隔舱技术.
(2)排水量是衡量造船能力的重要指标.小辉查资料得知:哥伦布远航美洲时,最大的那艘船的满载排水量为233t后,他想知道郑和远洋时的二千料海船的排水量m.他根据上文中二千料海船的信息计算出排水体积V=53m×13m×3.9m=2687.1m3,估算出排水量约为2687t.请写出这种估算方法不合理的理由,并写出合理的估算方法.

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