题目内容

4.用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压15V保持不变,滑动变阻器的规格是“50Ω   2A”,阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的电阻各一个,电流表量程0~0.6A、0~3A,电压表量程0~3V,0~15V.

(1)根据图甲将图乙所示的实物图连接完整,电压表量程选择应满足能测量5组数据.
(2)小明将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片,记录对应的几组电表示数.此过程小明实际探究的问题是电流与电压的关系.
(3)要完成预定实验探究任务,滑动变阻器除了保护电阻外,另有一个重要作用是保持电阻两端的电压不变.
(4)下表为另一同学提交的实验数据,林老师指出有的数据不符合实际,你认为不符合实际的是实验次序4、5的数据,理由是要控制电阻两端的电压6V不变,所需分压电阻超出了滑动变阻器的最大阻值.
实验次序R/ΩI/A
1100.59
2200.30
3300.20
4400.15

分析 (1)由表中数据分析电流表和电压表的量程选择,电压表和电阻并联,电流表和电阻串联;
(2)探究电流与点的关系时,控制电阻不变,改变电压值,分析电流和电压的关系;
(3)要探究电流和电阻的关系,要控制电阻两端的电压不变;
(4)根据欧姆定律求出电阻两端电压,再根据串联电路的分压特点求出滑动变阻器两端电压,再根据欧姆定律求出滑动变阻器的阻值,做出解答.

解答 解:(1)由表中数据可知,最大电流为0.59A,所以电流表选择0.6A量程即可;
根据欧姆定律可知,导体两端电压U=IR=0.3A×20Ω=6V,所以电压表选择15V量程;
电压表和电阻并联,电流表和电阻串联,实物图连接如下:

(2)小明将10Ω的电阻接入电路中,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片,记录对应的几组电表示数.此过程小明控制电阻不变,改变电压值,探究的问题是电流与电压的关系;
(3)要探究电流和电阻的关系,保持电阻两端的电压不变,这是滑动变阻器除了保护电阻外,另有一个重要作用;
(4)由表中数据可知,电阻两端的电压保持6V不变,那么第4次实验中,滑动变阻器分担的电压为9V,根据欧姆定律可知,滑动变阻器的阻值R滑=$\frac{U}{I}=\frac{9V}{0.15A}$=60Ω,超出了滑动变阻器的最大阻值;同理第5次实验中也超出了滑动变阻器的最大阻值.
故答案为:(1)如上图;(2)电流与电压的关系;(3)保持定值电阻两端的电压不变;(4)4、5;要控制电阻两端的电压6V不变,所需分压电阻超出了滑动变阻器的最大阻值.

点评 此题主要考查的是学生对量程的选择、电路图的连接、控制变量法和欧姆定律的理解和掌握,中考常见题型.

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