题目内容

【题目】在“探究电流与电压的关系”实验中,电路如图甲所示,电源电压恒为6V;

(1)小明在接完最后一根导线时,电压表、电流表的指针立即发生偏转,产生这种现象的原因可能是______。

(2)正确连接好电路后,闭合开关,发现电压表示数为6V,电流表无示数,移动滑片P,两表示数均无变化,则故障原因是___。

(3)小明排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙,此时通过电阻的电流为____。

(4)实验中测得多组数据,绘制出电阻的U-I图像如图丙所示,由图像可得电流与电压的关系是:保持电阻不变,通过导体的电流与导体两端的电压成_______。

(5)实验结束后,小明用此电路来探究“电流与电阻的关系”,小明想要完成四组实验,准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。先将5Ω电阻接入电路中,将电路连接正确后,闭合开关,移动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压为2V,断开开关,将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻,其余不动,闭合开关,电压表示数将___(选填“变大”或“变小”);接下来,他应该_________。为完成此四组实验,滑动变阻器的最大电阻应不小于_____Ω。

【答案】连接电路时开关未断开 定值电阻开路 0.12 正比 变大 向左移动滑片使电压表示数为2V 40

【解析】

(1)[1]小明在接完最后一根导线时,电压表、电流表的指针立即发生偏转,产生这种现象的原因可能是:连接电路时开关未断开;

(2)[2]正确连接好电路后,闭合开关,发现电压表示数为6V,电流表无示数,移动滑片P,两表示数均无变化,则故障原因是定值电阻开路;

(3)[3]小明排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时通过电阻的电流为0.12A;

(4)[4]根据绘制出电阻的U-I图像为过原点的直线,故可得出:电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;

(5)[5]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,即电压表示数将变大;

[6]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,向左移动滑片使电压表示数为2V;

[7]电阻两端的电压始终保持

,

根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:

,

变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:

,

故为了完成整个实验,滑动变阻器的最大电阻应不小于40Ω。

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