题目内容

16.要探究“当导体两端电压一定时,通过导体电流与电阻的关系”,实验器材有三节干电池,一块电流表,一个开关,阻值已知的定值电阻若干,导线若干,同学小华提出按图甲进行实验,同学小平认为应按图乙进行实验.
(1)在这个实验中自变量是电阻,因变量是电流,需要控制的变量是电压.
(2)若采用小平的方案,电源电压为4.5V,电压表量程为0-3V,此时电压表读数为2.5V,当将电阻从5Ω换成10Ω后,下一步的操作是向右移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V.
(3)你认为小平同学的方案好,理由是:滑动变阻器能控制电压表不变.

分析 (1)实验中的变量:实验过程中可以变化的因素称为变量,变量可分为:①自变量:想研究且可人为改变的变量称为自变量; ②因变量:随着自变量的变化而变化的变量称为因变量;③无关变量:在实验中,除了自变量外,实验过程中存在一些可变因素,能对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量;
(2)当将电阻换作大电阻时,由欧姆定律可得出电路中电流的变化,则可知滑动变阻器两端电压的变化,则由串联电路的电压规律可得出电压表示数的变化;由实验的目的可知,在实验中应控制电压不变,由电压表示数的变化及串联电路的分压原理可知应将滑片向哪个方向移动;
(3)利用控制变量法分析.

解答 解:(1)本题探究的是“当导体两端电压一定时,通过导体电流与电阻的关系”,所以电压是需要控制的变量,自变量是电阻,因变量是电流;
(2)电阻从5Ω换成10Ω后,电阻的阻值增加,分担的电压增加,所以应增大滑动变阻器的电阻,减小电路中的电流,从而达到减小电阻两端的电压,使电阻两端的电压为2.5V;
(3)在实验的过程中,电压表的示数应保持不变,当电阻发生变化时,应通过滑动变阻器来控制电压不变,故小平的方案好一些.
故答案为:(1)电阻;电流;电压;(2)向右移动滑动变阻器的滑片;使电压表的示数为2.5V;(3)小平;滑动变阻器能控制电压表不变.

点评 本题要求学生能熟练应用控制变量法,同时可将串联电路中,电压与电阻的关系作为结论熟记.

练习册系列答案
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7.现有下列器材:蓄电池(6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(若干)、开关、滑动变阻器和导线,要利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”.要求:
(1)请根据图甲将图乙中未完成的电路连接起来.
(2)实验中多次换用不同阻值的定值电阻,并调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,读出对应于不同阻值的电流表示数,并记于表格中,请你利用表格中的数据,在坐标纸上画出导体中的电流随电阻变化的图象.
实验次数123456
电阻R/Ω51015202530
电流I/A0.60.30.20.150.120.1
(3)在做完第一次实验后,接下来的操作是断开开关,将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻,再将滑动变阻器的滑片滑到A端 (选填“A”或“B”),然后闭合开关,移动滑片,使电压表示数为3V时,读出电流表的示数.
(4)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器A
A.50Ω   1.0A        B.50Ω   0.5A
C.20Ω   1.0A        D.20Ω   0.5A
(5)在做第三次实验时,断开开关,将10Ω的定值电阻更换为15Ω的定值电阻,再闭合开关,电压表的示数将大于(选填“大于”或“小于”)3V,此时应将滑动变阻器的滑片向A(选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为3V.
(6)另一小组同学探究“电阻不变时,电流与电压的关系”时,他们保持定值电阻R=10Ω不变,闭合开关S时,通过改变电阻两端电压,得到多组数据,如表所示,分析表中数据可以得出的结论是电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比.
实验次数12345
电压U/V12345
电流I/A0.10.20.30.40.5

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