题目内容

1.在“探究导体中的电流与导体两端的电压关系”的过程中,同学们做出了以下猜想.
猜想A:加在导体两端的电压越大,导体中的电流越小;
猜想B:加在导体两端的电压越大,导体中的电流越大;
猜想C:加在导体两端的电压增大,导体中的电流不变.
为了验证上述猜想是否正确,他们设计了实电路.实验中所用元件有:三个阻值不同的电阻、一块电流表、一块电压表、一个滑动变阻器、一个单刀单掷开关及若干节干电池.下表是他们的实验数据.
(1)请在线框内画出用甲电阻能验证上述猜想的实验电路图.
实验序号选用的电阻电压/V电流/A
1甲电阻10.05
220.10
330.15
4乙电阻10.1
520.2
630.3
7丙电阻10.2
820.4
930.6
(2)通过分折比较实验数据1、2、3(或4、5、6)(填写实验序号),可知猜想B是正确的(诜填“A”、“B”或“C”).
(3)根裾图的图象可知:甲电阻电流为0.2A时,电压为4V.

分析 (1)“探究导体中的电流与导体两端的电压关系”需要电源提供电能、定值电阻、电压表测电压、电流表测电流、滑动变阻器保护电路和改变电压、开关控制电路、导线连接电路.电流表要串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端,滑动变阻器串联在电路中.
(2)“探究电阻上的电流跟电压的关系”观察电流随电压的变化情况,控制电阻不变,改变电压,观察电流变化,从表格中选择合适的数据.
(3)根据实验数据表中的数据结合U-I图象进行分析,判断出甲电阻对应的图象,由图象求出电流所对应的电压.

解答 解:(1)探究导体中的电流与导体两端的电压关系时,控制电阻不变,改变电压,观察电流的变化,一定要用电压表测量电压,电流表测量电流.在电路中依次连接电源、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关,电压表并联在定值电阻两端.
  
(2)在研究电流跟电压关系时,应该控制电阻不变.由表中的数据1、2、3(或4、5、6)可知,在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
(3)对于电阻甲,当电压分别为1V、2V、3V时,对应的电流值分别为0.05A、0.10A、0.15A,由图象可知,图象a是电阻甲的U-I图象.根据甲的U-I图象分析可知,当电流为0.2A时,对应的电压值为4V.
故答案为:(1)见上图;(2)1、2、3(或4、5、6);B;(3)4.

点评 学会根据实验数据分析实验结论,这是考查学生的分析总结能力,这个能力对学生提出更高的要求,使用控制变量法总结实验结论时,一定要明确控制的是哪个物理量,改变的是哪个物理量,观察的是哪个物理量.

练习册系列答案
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16.下面是小明和小华等同学进行的电学实验:

(1)小明为了探究通过导体的电流跟电阻的关系,设计了如图1所示的电路.
①小明看到了邻组同学在闭合开关后,电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,原因是电流表正负接线柱接反了;
②如果小明连接电路时接入的电阻为5Ω,控制电阻两端的电压为2V,那么将5Ω的电阻换成10Ω的电阻时,应将滑动变阻器的滑片向右端调节,使电压表示数为2V;把10Ω的电阻换成20Ω的电阻,无论怎样调节滑片都无法使电压表示数调到控制值,说明她选择的滑动变阻器最大阻值太小;
③更换器材后,重新实验,将数据记录在表格中,分析实验数据可得出:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.
电压U/V2
电阻R/Ω51020
电流I/A0.40.20.1
(2)小明将电阻换成标有“2.5V”字样的小灯泡,测量其不同电压下的电功率.
①正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这种现象的原因是小灯泡断路;
②通过分析I-U图象,发现小灯泡的电阻随电压升高逐渐变大,其原因是灯丝电阻随温度升高而增大.
(3)完成上述实验后,小明又重新设计了电路(如图2丙),测量另一个小灯泡的额定功率,
这个小灯泡正常工作的电流为I1.请完成实验步骤(已知电源电压为U).
①只闭合开关S1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为I1
②只闭合开关S2,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,调节R1使电流表示数为I1;再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端,读出电流表的示数为I2;此时R1接入电路的电阻为$\frac{U}{{I}_{2}}$(用物理量的符号表示).
③则小灯泡的额定功率表达式为P=$\frac{U{{I}_{1}}^{2}}{{I}_{2}}$.(用物理量的符号表示)

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