题目内容
【题目】小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器(20Ω 1A)一个,导线若干。
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(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。
(__________)
(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于______状态。闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最______端
选填“左”或“右”
。
(3)小华连接好电路,闭合开关后,移动滑变阻器滑片时,发现电流表示数为零,电压表指针有偏转,则发生这种故障的原因可能是______。
(4)故障排除后,小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是______V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向______端
选填“左”或“右”
移动,使电压表的示数为2V,保持每次电压不变。
(5)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是______
A.滑动变阻器的阻值太大
B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小
D.滑动变阻器烧坏了
(6)小华解决了上述问题后,完成了实验。利用收集到的多组数据。作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图象。分析图象得出结论是______。
【答案】
断开 右 定值电阻断路 2.4 右 C 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】
(1)[1]变阻器按一上一下接入电路中与电流表串联,电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,如下图所示:
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(2)[2][3]为了保护电路,闭合开关前,开关断开,滑片在阻值最大处,即最右端;
(3)[4]电流表无示数,说明电路有断路故障;电压表有示数,说明电压表能与电源连通,则说明定值电阻R断路;
(4)[5][6]闭合开关,电压表示数如图丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,其示数是2.4V;而2.4V大于2V,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V;
(5)[7]电压表控制的电压为2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=3V-2V=1V,
变阻器分得的电压为电压表示数的
=0.5倍,
根据分压原理,当接入50Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=0.5×50Ω=25Ω>20Ω,
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少25Ω的滑动变阻器,无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,可能是滑动变阻器最大阻值太小,故选C;
(6)[8]分析图丁图象,曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.0V,且电流随电阻的增大而减小,可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【题目】某同学为了探究“导体的电阻与哪些因素有关”,用如图所示电路进行实验并在m、n之间分别接上导线a、b、c、d、e、f并测出电路中的电流,记录结果如表所示。
实验次数 | 导线 | 材料 | 横截面积/mm 2 | 长度/m |
1 | a | 镍铬丝 | 1.2 | 1.5 |
2 | b | 镍铬丝 | 0.8 | 1.5 |
3 | c | 铁丝 | 0.8 | 1.5 |
4 | d | 铁丝 | 0.8 | 0.5 |
5 | e | 铜丝 | 0.8 | 1.5 |
6 | f | 铜丝 | 1.2 | 1.5 |
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(1)第1、2次实验要探究的是导体电阻与_________的关系。
(2)如果要探究电阻与长度的关系,他应该选择导线________和导线________进行实验。
(3)你能根据学过的知识分析,在电路中接一个电阻
的作用是___________。
【题目】在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,某实验小组提出了如下猜想:
猜想一:导体电阻跟导体长度有关;
猜想二:导体电阻跟导体粗细有关;
猜想三:导体电阻跟导体材料有关。
同学们想利用如图的电路和表中的导体验证上述猜想。
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导体代号 | 长度/m | 横截面积/mm2 | 材料 |
A | 1.0 | 0.2 | 锰铜 |
B | 1.0 | 0.4 | 锰铜 |
C | 1.0 | 0.6 | 锰铜 |
D | 0.5 | 0.4 | 锰铜 |
E | 1.5 | 0.4 | 锰铜 |
F | 1.0 | 0.6 | 镍铬合金 |
G | 1.0 | 0.6 | 铁 |
(1)请将猜想一的实验设计思维路补充完整。选取______和______相同、_____不同的导体,分别将其接入如图所示电路中。通过比较电路中______的大小,判断导体电阻的大小。
(2)验证猜想二时,若需对比三个实验数据,则应从上表中选取导体______(填写导体代号)来进行实验。