题目内容

【题目】小明探究“电流与电阻关系”,实验器材:两节干电池,标有"15 1A”字样的滑动变阻器,阻值分别为5、10、20的定值电阻。

(1)小明连接了如图甲所示的电路,其中有一条导线连接有误,请在连接错误的导线上打“×”并画出正确连线,

(__________________)

(2)排除故障后,小明将5定值电阻连入电路,将滑动变阻器的滑片移动到_______(A/B)端,再闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙,示数为____A;

(3)接下来断开开关,取下5的定值电阻,分别把它换成10、20的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,直至电压表示数为_____V,分别读取相应的电流表示数,记录在表中

实验次数

1

2

3

电阻R/

5

10

20

电流I/A

0.2

0.1

(4)由数据可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______;

(5)小明想用一个电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值,于是他设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:

①闭合S、S1,记下此时电流表的示数为I;

②闭合S、断开S1,记下此时电流表的示数为I1;

③求未知电阻Rx的表达式为:Rx=_______ (用R0/I/I1表示)。

【答案】 B 0.4 2 反比

【解析】

(1)电压表与定值电阻并联且电压表正接线柱靠近电源正极,负接线柱靠近电源负极;

(2)为保护电路,滑动变阻器连入电路中电阻最大;由图可知,电流表的量程;

(3)研究电流与电阻的关系时,要控制电压表示数不变,利用欧姆定律的变形公式,求出电压表示数;连接电路过程中,应该断开开关,并且将滑动变阻器阻值调到最大;

(4)分析表中数据得出结论;

(5)在没有电压表时,以各个支路两端电压相等为突破口,使定值电阻与待测电阻并联,根据电流表的示数和定值电阻R0的阻值算出电压,然后根据公式计算出未知电阻阻值。

(1)[1]由电路图可知,此时不符合电压表正接线柱靠近电源正极,负接线柱靠近电源负极,可以看出电压表与滑动变阻器并联,这是错误的,应使电压表与定值电阻并联,即电压表的中间接线柱应连接到定值电阻的左端,如图所示

(2)[2]排除故障后,小明将5Ω定值电阻连入电路,根据限制电流,保护电路的原则,应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大的位置,即B端,再闭合开关;

[3]调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙,由电路图知电流表使用小量程,其分度值为0.02A,指针在第二大格处,即指针偏转20小格,则电流表示数为0.4A;

(3)[4]在研究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端的电压不变,所以取下5的定值电阻,分别把它换成10、20的定值电阻后,定值电阻两端电压应与5Ω定值电阻两端的电压相同,由欧姆定律的变形公式得定值电阻两端电压

,

(4)[5]由表格中数据发现:电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,故当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;

(5)[6]①闭合S、S1,此时电流表的示数为I,由图知,此电流为干路电流,即干路电流为I;②闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1,此时为只有Rx工作的电路,电流表测量Rx的电流,即未知电阻Rx的电流为I1;再根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知,通过R0的电流为;则电源电压

,

根据可得,未知电阻的表达式为

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