题目内容

【题目】学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究,器材有:开关、电流表、电源(恒定)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干,连接如图甲所示的电路,小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间,闭合开关S后,记录的数据如表。

根据实验数据,回答下列问题:

(1)图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数,请将其填入表格中_________。

(2)导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。

A.电阻的大小与长度的关系是:_____

B.电阻的大小与横截面积的关系是:_____

(3)分析表中的实验数据,还可以得出导体的电流与电阻的关系:_____

(4)实验中一根合金丝的电阻为_____Ω,若该合金丝的横截面积为1mm2,则一根合金丝的长度是_____m.(已知该合金丝长1m,横截面积1mm2的阻值为1Ω)

(5)同学们又设计了两种测量未知电阻的方案(如图丙),方案中定值电阻的阻值为R0。

①方案一:闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为Ul和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx=_____。

②方案二:电路中Rx≠R0,将S接到a,读出电流表的示数I1;再将S接到b,读出电流表的示数I2;由I1R0=I2Rx可得Rx=.请判断结果是否正确并简要说明理由:_____。

【答案】 0.6 材料和横截面积相同,导体的电阻跟长度成正比 材料和长度相同,导体的电阻跟横截面积成反比 导体两端的电压不变,导体中的电流与导体的电阻成反比 2.5 2.5 不正确,没有控制Rx和Ro两端的电压相等

【解析】解:

(1)根据表格中的特点,串联的电阻越多,电阻越大,电流表的示数越小;并联的电阻越多,电阻越小,电流越大,所以串联一根电阻丝时,电路中的电流应大于两根电阻丝串联时的电流0.3A,所以图乙中电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为0.6A;

(2)A.根据1、2、3组数据可知,导体的材料和横截面积相同,导体越长,电流表的示数越小,说明电阻值越大,且电阻值跟导体的长度成正比;

B.根据1、4、5组数据可知,导体的材料和长度相同,横截面积越大,电流表的示数越大,说明电阻值越小,且电阻值跟导体的横截面积成反比;

(3)由实验数据可知,导体两端的电压不变,导体的电阻增大到原来的几倍,电流减小到原来的几分之一,导体中的电流与导体的电阻成反比;

(4)根据欧姆定律,一根电阻丝的电阻;根据电阻与导体的长度和横截面积的关系,对与上材料相同的导体,电阻值可记为;

实验中一根合金丝的电阻为2.5Ω,代入上面关系式:,

解得L=2.5m;

(5)①流过电路的电流,由欧姆定律得RX的阻值;

②该方案不正确,因为:在串联电路中,根据分压原理,用电器两端电压与其阻值成正比,因Rx≠R0,当开关S由a拨到b时,电阻R0和RX两端的电压不相等,所以实验过程中没有保持Rx和R0两端的电压相等。

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