题目内容
【题目】如图所示是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图.所用实验器材是:电源(6V)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、电阻箱(0~999.9Ω)、滑动变阻器(40Ω 2A)、开关、导线若干.
表一:
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表二:
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(1)探究电流与电压的关系时,所测得的几组电流、电压值见表一.分析表中数据可知:电阻箱接入电路的阻值为________Ω;当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________关系.
(2)探究电流与电阻的关系时,应调节________改变接入电路中的阻值,并调节________使电压表的示数保持相同,读出电流值,所测得几组数据见表二.分析表中数据可知:电阻箱两端的电压为________ V;当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成________关系.
(3)就本实验所用器材,在探究电流与电阻的关系时,若保持电阻箱两端的电压为2V,为能完成实验,电阻箱可接入电路的阻值范围是________Ω至________Ω(保留一位小数).
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【答案】5 正比例 电阻箱 滑动变阻器 2 反比例 3.3 20
【解析】
(1)探究电流与电压的关系时,要保持电阻值不变,根据第一组数据知,由欧姆定律I=
,电阻箱接入电路的阻值为:R=
=5Ω;分析得,电阻不变,电压增大为原来的几倍,电流就增大为原来的几倍,可得当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;(2)此实验通过调节电阻箱来改变接入电路中的电阻,通过调节滑动变阻器使电阻两端的电压不变;由第二组数据知,由欧姆定律I=
,电压表示数:U=IR=0.4A×5Ω=2V;
分析数据得,电压不变,导体的电阻增大为原来的几倍,电流就减小为原来的几分之一,可得当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(3)根据题意,电流表的量程为0~0.6A,所以当电流表的示数最大为0.6A时,电阻箱有最小阻值;因为电阻箱两端的电压为2V,由欧姆定律I=
,所以:R最小=
≈3.3Ω;而电流表的示数不能超过0.6A,所以滑动变阻器接入电路中最小阻值为3.3Ω;根据串联电路的分压原理,
,即
-----①,由①式知,左边为定值,当滑动变阻器电阻为40Ω时,便是电阻箱可接的最大电阻,由①知,所以R最大=
×R滑最大=
×40Ω=20.0Ω电阻箱可接入电路的阻值范围是3.3Ω至20Ω