题目内容
3.在探究“通过导体的电流跟导体两端电压的关系”时,小明连接成如图1所示的实验电路.(1)在这个实验电路中有一个仪器连接有误,请你在实物图中只改变一根导线的连接,使该仪器能正常工作(用“×”标出需要改动的导线,并画出改接的导线);
(2)小明改接电路后,闭合开关,电表指针偏转情况如图2和图3所示.为提高实验精确程度,实验电路仍需要改进的地方是电流表应选择0~0.6A的量程,理由是电流表指针偏转角度太小,误差大.
(3)小明通过实验得到两个定值电阻R1、R2对应的I-U关系图象,如图4所示.由图可知:定值电阻R1小于R2(选填“小于”、“大于”或“等于”);
(4)小明还想利用这个电路进一步探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”.
在实验过程中,小明先后用5Ω、10Ω、15Ω的电阻替换原来的定值电阻R,每次替换后闭合开关,并记录电流表的示数,小明惊奇的发现,他们的实验结论与其他组不同,通过导体的电流与电阻不成反比.请你帮助小明分析原因可能是未控制电阻两端的电压不变.
分析 (1)观察实物图,滑动变阻器接法不对,应采用“一上一下”的接法;
(2)在不超过所测电流的前提下,量程越小测量的精确度越高;
(3)分析图丙可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;当电流相同时,R2对应的电压比R1大,说明R2的电阻大.
(4)电压一定,电流与电阻成反比.
解答 解:(1)图甲中,滑动变阻器上面的两个接线柱接入电路,相当于接入一根导线,起不到保护电路和调节电压的作用,应改为“一上一下”接入电路,如下图所示:![]()
(2)根据图乙电流表图示可知,电流表量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为0.2A<0.6A,即电流表指针偏转角度太小,误差大,所以应选择0~0.6A的量程;
(3)分析图丙中图象可知,两个电阻的电流、电压图象都呈正比例图象,在纵坐标上取一点作横坐标的平行线,与两图象相交于两点,则这两点的电流相同,而R2对应的电压大,说明R2>R1.
(4)小明先后用5Ω、10Ω、15Ω的电阻替换原来的定值电阻R,每次替换后闭合开关,没有调节变阻器,使电阻两端的电压不变,便记录电流表的示数,所以得到了电流与电压不成正比的结论.
故答案为:(1)见上图;(2)电流表应选择0~0.6A的量程;电流表指针偏转角度太小,误差大;(3)小于;(4)未控制电阻两端的电压不变.
点评 该探究实验题考查了电流表、滑动变阻器等电器元件的正确使用,以及根据图象判断电流、电压、电阻之间的关系,还考查了控制变量法的应用.
练习册系列答案
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①用天平测出矿物块的质量 m,天平的示数如图所示;
②向量筒中倒入V1=60ml的水;
③用细线系住矿物块,放入量简,用一支长针将其压入水中足够长时间,水面停留在V2=73ml处;
④取出矿物块,水面降到了 V3=58ml处;(物块外部沾水忽略不计)
请解答下面问题:
(1)该实验原理为ρ=$\frac{m}{V}$(用物理符号表示).
(2)在步骤④中,水面未回到60ml处的原因是矿物块吸附了2mL的水.
(3)请你根据小明的实验思路,将有关数据及计算结果填入以下表格的空白处.
(4)观察表格的设计,请你指出其中存在的不足之处.实验次数太少;V1、V2、V3无单位.
①用天平测出矿物块的质量 m,天平的示数如图所示;
②向量筒中倒入V1=60ml的水;
③用细线系住矿物块,放入量简,用一支长针将其压入水中足够长时间,水面停留在V2=73ml处;
④取出矿物块,水面降到了 V3=58ml处;(物块外部沾水忽略不计)
请解答下面问题:
(1)该实验原理为ρ=$\frac{m}{V}$(用物理符号表示).
(2)在步骤④中,水面未回到60ml处的原因是矿物块吸附了2mL的水.
(3)请你根据小明的实验思路,将有关数据及计算结果填入以下表格的空白处.
| 矿物块的质量 m/g | V1 | v2 | V3 | 矿物块的体积V/cm3 | 矿物块的密度ρ/g•cm-3 | |
| 1 | 60 | 73 | 58 |