题目内容
【题目】物理兴趣小组利用如图甲所示的电路验证电流跟电阻的关系.实验用到三只阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻,蓄电池(电压为6V且保持不变)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干.
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实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电阻R/Ω | 5 | 10 | 20 |
电流I/A | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
(1)请将图甲的实物电路连接完整(导线不允许交叉);
(________)
(2)实验中将5Ω电阻换成10Ω电阻后,应将滑动变阻器的滑片P向____(填“A”或“B”)端移动, 移动变阻器滑片时,眼睛应注视____(选填“变阻器滑片”、“电压表示数”、“电流表示数”);移动滑片的目的是____;
(3)正确操作三次后,记下电流表的示数,得到电流I随电阻R变化的数据如表乙所示,由表乙可得出的结论是____;
(4)实验中,他所选择的变阻器应是____(选填序号).
A.10Ω 0.5A B.20Ω 1A C.50Ω 2A
(5)在第2次实验中该同学发现了新的问题:接入10Ω的电阻后需要移动滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器接入电路的阻值增大时,通过滑动变阻器的电流变小,滑动变阻器两端电压___,(选填“变大”“变小”或“不变”)它消耗的功率是增大还是减小呢?为了探究这个问题,在上述电路中当定值电阻为10Ω时,将电压表和变阻器并联,经过仔细认真地实验,记录下在变阻器接入电路的阻值不断增大时的各组数据,并计算出了相应的电功率,如表所示。请填出第3次电功率数据____,并分析表中数据,能得到的结论:____ 。
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电流I/A | 0.3 | 0.25 | 0.2 | 0.15 | 0.1 |
电压U/V | 3 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5 |
电功率P/W | 0.9 | 0.875 | 0.675 | 0.5 |
【答案】见解析所示 A 电压表示数 控制定值电阻两端的电压保持一定 电压一定时,电流与电阻成反比 C 变大 0.8 滑动变阻器接入电路的阻值增大,消耗的电功率也随之增大
【解析】
(1)将电压表与电阻并联,滑动变阻器已接了下面一个接线柱,可再接上面任意一个接线柱,如图所示:
;
(2)探究电流和电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,将5Ω电阻换成10Ω电阻后,电压表的示数会变大,则应增大变阻器的阻值,将滑片向A端移动,同时眼睛应注视电压表;移动滑片的目的是保持电阻两端的电压不变;
(3)由图乙知,电压不变,导体的电阻增大为原来的几倍,电流便减小为原来的几分之一,可知电压一定时,导体中的电流与它的电阻成反比;
(4)由表格中数据知,电阻两端的电压U=IR=0.4A×5Ω=2V,滑动变阻器两端的电压应为:U滑=6V2V=4V;由表格中数据知,当电阻为20Ω时,电路中的电流为0.1A,所以:
R滑=
=
=40Ω,AB的最大阻值太小,所以应选择C.
(5)滑动变阻器接入电路的阻值增大时,通过它的电流变小,他两端的电压变大;第3次电功率数据:P=UI=4V
;从表中功率数据可以看出,当滑动变阻器接入电路的阻值增大时,它消耗的功率也随之增大。
【题目】小明同学利用如下图所示的电路来探究串联电路电压规律,其中电源是由两节新的一号电池组成的电池组:
(1)按图示的电路图连接电路,在接通电路前,开关必须__________。
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(2)连接完电路,小明闭合开关,发现电压表V1示数为零,V、V2的示数均为3V,则电路的故障可能是__________或__________,此时V、V2所测的是__________的电压。
(3)排除故障后,小明利用不同规格的灯泡分别完成了四次实验,记录的数据如下表所示,分析实验数据可以得出的结论是:串联电路总电压__________。
实验次数 电压表示数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
U1/V | 1.3 | 1.0 | 1.2 | 1.8 |
U2/V | 1.3 | 1.7 | 1.4 | 0.8 |
U3/V | 2.6 | 2.7 | 2.6 | 2.6 |
(4)仔细分析上表中的数据,小明发现各组实验数据中电路的总电压都不等于电源电压。那么电源给电路提供的电压和电源电压之间与什么因素有关呢?于是他又设计了如图下所示电路进行了进一步的探究:
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①请根据电路图把电压表(黑色为接线柱)接入电路;
(_____)
②连接好电路,经检查无误后,断开S2,闭合S1,电压表示数为3V;
③小明利用电阻箱在电路中接入不同的电阻,分别测出对应的电压和电流如下表所示。分析上述实验数据,可以得出接入电路的__________越大,电路两端的总电压越大,电路的总功率__________。(选填“越大”或“越小”)
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实验次数 物理量 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
R/Ω | 25 | 20 | 15 | 10 | 5 |
I/A | 0.11 | 0.14 | 0.18 | 0.26 | 0.46 |
U/V | 2.75 | 2.71 | 2.65 | 2.55 | 2.25 |