题目内容
14.实验加试训练中,李鑫同学想探究“电流与电压、电阻的关系”,设计了如图1甲所示的电路图.(1)他根据图甲所示的电路图,正在将图乙中的元件连成电路,仅剩电源与开关之间的最后一根导线就完成电路连接了.观察图乙,请你指出他在连接时存在的错误或不当之处(至少两处):接电路时开关闭合了、电压表量程选大了(或滑动变阻器都接在上接线柱上了).
(2)该同学更正错误,连接好电路,检查无误后,闭合开关,出现了电流表无示数,电压表示数接近3V的现象,判断电路发生的故障可能是电阻断路(电阻开路).
(3)排除故障后,闭合开关,当滑动变阻器滑片从一端滑到另一端时,电压表示数随电流变化的图象如图丙所示,则滑动变阻器的最大阻值是10Ω.
(4)李鑫同学继续进行实验.在读取完电流表示数后,断开开关,拆下阻值为5Ω的电阻改换成阻值为1OΩ的电阻.接下来他应该进行下列操作选项中的B.
A.闭合开关,读出电流表的读数
B.闭合开关,将变阻器的滑片适当向阻值增大的方向移动
C.改变电压表、电流表的量程
D.闭合开关,将变阻器的滑片适当向阻值减小的方向移动
(5)在图2的图象中,正确表示电阻不变,电流随电压变化规律的图象是乙.
(6)分析表中实验数据,总结出的结论是:电压一定时,电流跟电阻成反比.
| 电压U=2V | |||
| 次数 | l | 2 | 3 |
| 电阻R/Ω | 5 | l0 | 20 |
| 电流I/A | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
分析 (1)连接电路过程中,要特别注意开关断开,注意电压表、电流表正负接线柱的接法及量程的选择,滑动变阻器要注意上下接线柱的接法;
(2)若电流表无示数,电压表接近电源电压,则可能与电压表并联的电路断路;
(3)当滑动变阻器阻值为零时,电路中的电流最大,可根据电压表的示数判断出电源电压;
当变阻器的阻值最大时,电流最小,根据此时电压表的示数计算出变阻器两端的电压,由公式R=$\frac{U}{I}$便可计算出电阻的阻值;
(4)根据串分压的知识,定值电阻的阻值变大,两端电压变大,要保持其两端电压不变,应减小变阻器的阻值;
(5)电阻不变,电流与电压成正比;
(6)分析表格中数据,得出电流与电阻的反比例关系.
解答 解:(1)由图知,连接电路过程中,开关闭合了;
电源由2节干电池组成,电压表选择了0~15V的量程,电压表的量程选择偏大;
滑动变阻器同时接了上面两个接线柱,这样容易发生短路现象;
(2)电流表无示数,电压表示数接近3V的现象,则可能与电压表并联的电阻断路;
(3)由图丙知,电流最大时,变阻器的阻值为零,电阻两端的电压等于电源电压等于3V;
当电流最小为0.2A时,变阻器的阻值最大,此时电压表的示数为1V,则滑动变阻器两端的电压U滑=3V-1V=2V;
R最大=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω;
(4)拆下阻值为5Ω的电阻改换成阻值为1OΩ的电阻.闭合开关,电压表的示数会变大,应增大滑动变阻器的阻值,使电压表的示数不变,B正确;
(5)电阻不变,电流与电压成正比,所以图象是一条过原点的直线,乙正确;
(6)由表格中数据知,电压不变,电流与电阻的乘积为定值,可得电压不变,电流与电阻成反比.
故答案为:(1)①连接电路时开关闭合了;②电压表量程选大了(或滑动变阻器都接在上接线柱上了);(2)电阻断路(电阻开路);(3)10;(4)B;(5)乙;(6)电压一定时,电流跟电阻成反比.
点评 本题是探究电流与电压、电阻的关系实验,考查了实物电路的连接、电路故障的分析、电流与电压、电阻的关系及欧姆定律在串联中的应用,考查全面.
| A. | 响度 | B. | 音色 | C. | 音调 | D. | 振幅 |
| A. | 小灯泡变亮 | B. | 电压表示数变小 | ||
| C. | 电流表示数变大 | D. | 电路的总功率变大 |