题目内容
18.小明在“探究欧姆定律”的实验中所用的定值电阻分别别是5Ω、10Ω、20Ω,电源电压为3V不变.(1)图甲是小明连接的不完整实验电路,请你用笔画线代替导线,将缺少的导线连接上,组成完整电路.
(2)小明将电路接好后,闭合开关,发现电压表与电流表的示数太大.他接下来应进行的操作是C(填序号).
A.更换电池或电阻 B.检查电路是否短路 C.断开开关,移动滑动变阻器滑片至最大值位置
(3)在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时,小明将5Ω的电阻接入电路,电压表的示数如图乙所示.然后把定值电阻由5Ω换成10Ω,闭合开关后,他下一步的操作是:移动滑动变阻器的滑片P使电压表示数仍为2V. 若要完成整个实验,小明选择的滑动变阻器的最大阻值至少为10Ω.
(4)上述探究结束后,小明选择原来的电源和两只灯泡L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A”,设计了图丙所示的电路,探究“电功率跟电流、电压的关系”.
①此实验电路是为了探究电功率与电压的关系,通过灯的亮暗来判断电功率的大小.
②为了探究电功率与电流的关系,他认为,利用图丙的电路移动滑动变阻器的滑片,改变电流,观察灯L1或L2亮度的变化,即可得出结论.小明的思路不合理(选填“合理”或者“不合理”),理由:电压与电流同时在改变,未控制电压一定.
分析 (1)把电流表、电阻串联接入电路,完成电路连接.
(2)如果电路总电阻太小,则电路电流将会较大,电表示数较大,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,然后分析答题.
(3)探究电流与电阻的关系应控制电阻两端电压不变,应用串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值,然后选择滑动变阻器.
(4)灯泡亮度由灯泡实际功率决定,灯泡实际功率越大,灯泡越亮;探究功率与电流的关系,应控制电压相等而电流不同.
解答 解:(1)把电流表与电阻串联接入电路,因为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A,故电流表的量程为0-0.6A,实物电路图如图所示:![]()
(2)闭合开关,发现电压表与电流表的示数太大,说明电路电阻太小,可能是滑动变阻器接入电路的阻值太小造成的,应断开开关,移动滑动变阻器滑片至最大值位置,故选C;
(3)电压表量程为0~3V,由图示电压表可知,其分度值为0.1V,示数为2V;
在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时,应控制电阻两端电压不变,把定值电阻由5Ω换成10Ω,闭合开关后,定值电阻两端电压变大,为保持电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分压应将变阻器的滑片P向右移动直至电压表示数为2V为止. 电源电压为3V,定值电阻两端电压为2V,则滑动变阻器两端电压为3V-2V=1V,串联电路电流相等,电阻两端电压与电阻阻值成正比,电阻两端电压是滑动变阻器两端电压的2倍,电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的2倍,电阻最大阻值为20Ω,要完成整个实验,滑动变阻器接入电路的最大阻值为10Ω,要完成实验,选择的滑动变阻器的最大阻值至少为10Ω.
(4)上述探究结束后,该组同学选择原来的电源和两只灯泡L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A”,设计的电路如图丙所示,探究“电功率跟电流、电压的关系”.
①灯泡亮度由灯泡实际功率决定,灯泡实际功率越大,灯泡越亮,可以根据灯泡的亮暗比较灯泡电功率的大小.
②探究电功率与电流的关系,应控制灯泡两端电压相等而电流不同,利用图丙电路只要通过移动滑动变阻器,改变电流观察灯L1或L2亮度的变化时,电压与电流同时在改变,未控制电压一定,小明的方案不合理.
故答案为:(1)电路图如图所示;(2)C;(3)2;10;(4)①灯的亮暗;②不合理;电压与电流同时在改变,未控制电压一定.
点评 本题考查了连接实物电路图、电路现象分析、滑动变阻器的调节、电表读数、实验评价等问题,探究电流与电阻关系实验要应用控制变量法,应用控制变量法是正确解题的关键.
| A. | 保持变阻器滑片不动 | B. | 将变阻器滑片向右滑动 | ||
| C. | 将变阻器滑片向左滑动 | D. | 更换阻值更大的滑动变阻器 |
(1)图b是某组同学尚未完成连接的实物电路,请你用笔画线代替两根导线完成连接(连线不交叉).要求:滑动变阻器的滑片P向A端移动,电压表示数变大.
(2)连好电路闭合开关,发现电流表示数较大、电压表示数为零,则电路故障原因可能是B
A.电压表的量程选大了 B.电阻R0发生了短路
C.滑动变阻器发生了断路 D.滑动变阻器发生了短路
(3)他们排除故障后继续实验,测得多组数据记录在下表中,在给定的坐标纸上作出图象,分析得出了结论.在与其他组交流时发现虽然各小组作出的图象都是正确的,但是在相同的坐标纸上有些小组的图象却明显不同.请你利用表中数据在图c中作出I-U图象,并回答造成这种不同的原因:定值电阻的阻值不同.
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 电压表 示数/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
| 电流表 示数/A | 0.12 | 0.19 | 0.25 | 0.28 | 0.38 |