题目内容

2.在“探究电流跟电压、电阻的关系”时,实验桌面上给你提供的实验器材有:学生电源(有控制输出电压的旋钮,可输出1V、2V、3V、4.5V、6V的直流电压)一个、开关1个、定值电阻3个(5Ω、10Ω、15Ω)、电压表一个、电流表1个、导线若干,某同学利用上述器材,根据电路图(见图1)分别将3个定值电阻依次接入电路中的a、b之前,共进行了3组实验,测得数据见下面的表格,请根据记录的数据完成下列问题:
 组别 电阻 电压、电流 第一次 第二次 第三次
 第一组 R1=5Ω 电压U/V 1 2 3
 电流I/A 0.20.4 0.6 
 第二组 R2=10Ω 电压U/V 12 3 
 电流I/A 0.10.2 0.3 
 第三组 R3=15Ω 电压U/V 64.5 3 
 电流I/A 0.4 0.30.2 
(1)用铅笔画线代替导线在图2中完成进行第三组实验的实物连接.(要求电流表和电压表选择合适的量程)
(2)通过对第一组(或第二组或第三组)数据进行分析,可以得出的结论是:在电阻一定时,电流与电压成正比.
(3)通过对第一组第三次测量的数据进行分析,可以得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比.
(4)根据第一组和第二组实验数据,在图2的I-U坐标系中作出电流随电压的变化关系图线,比较两条图线倾斜的程度(图线的倾角)可知.图线倾斜的程度越小(即图线的倾角越小),说明定值电阻的阻值越大.

分析 (1)由表中数据可知,电流均不高于0.6A,电流表量程应选0~0.6A量程,电压高压3V,电压表量程应选0~15V量程,根据电路图连接实物图
(2)探究电流与电压、电阻的关系时,要用到控制变量法,把握表中数据的相同点与不同点是得出结论的入手点;
(3)对第一组第三次测量的数据进行分析,得出电压一定时,电流与电阻的关系;
(4)应用描点法先将各电压、电流组成的坐标描在坐标系中,然后将各点相连即可;根据图象,应用欧姆定律求出电阻阻值,然后答题.

解答 解:(1)由表中数据可知,电流均不高于0.6A,电流表量程应选0~0.6A量程,电压高压3V,电压表量程应选0~15V量程,根据电路图连接实物图如下:

(2)通过对第一组数据进行分析可知,导体的电阻一定,导体两端的电压从1V到2V再到3V,相对应的,导体中的电流从0.2A到0.4A再到0.6A.电压增加几倍,电流也增加几倍,故得结论:在电阻一定时,电流与电压成正比;
(3)对第一组第三次测量的数据进行分析可知,当电压为3V时,电流与电阻的乘积为定值,故可以得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比;
(4)将表中对应的电流值和电压值组成坐标在坐标系中描出,用平滑的曲线将各点相连;如下图图所示:

由I-U图象可知,图线倾斜的程度越小,则$\frac{U}{I}$的值越大,即说明定值电阻的阻值越大.
故答案为:(1)如图所示;(2)在电阻一定时,电流与电压成正比;(3)电压一定时,电流与电阻成反比;(4)如图所示;定值电阻的阻值越大.

点评 学会根据实验数据分析实验结论,这是考查学生的分析总结能力,这个能力对学生提出更高的要求,使用控制变量法总结实验结论时,一定要明确控制的是哪个物理量,改变的是哪个物理量,观察的是哪个物理量.

练习册系列答案
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14.中考复习时,一学习小组利用阻值不同的四个电阻、电压为6V的电源、滑动变阻器R(标有“50Ω  1A”)及其它器材做电学实验.

(1)如图甲是小明“探究电流与电阻关系”时连接的部分实验电路.
①将5Ω电阻接入电路,请用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右滑电流表示数变大;
②闭合开关,移动滑片P,使电压表的示数为2.5V时读出对应的电流值并记录;
③断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,此时如果他马上闭合开关,会造成电压表损坏,正确的操作应该是先调节滑动变阻器的滑片P处于最大阻值处,再闭合开关,移动滑片P使电压表的示数仍为2.5V;
④按正确操作完成余下实验后,得到电流与电阻关系图象如图乙所示,由此可得到的结论是:电压一定,通过导体的电流与电阻成反比.
(2)玉琦同学把图甲中的定值电阻换成额定电压为2.5V的灯泡,测量它的额定功率.
①闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表和电压表都没有示数,原因可能是滑动变阻器断路;
②排除故障后,将滑动变阻器R的滑片移到某一位置时电压表示数为2.2V,要测小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器连入电路的阻值变小(选填“大”或“小”),当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为0.75W.
(3)张阳同学实验时发现桌上没有电流表,却多了一个滑动变阻器R0(最大阻值用R0表示),他设计如图丁所示电路,测出了额定电压为U0=2.5V的灯泡的额定功率,请补全下列步骤.
①闭合开关,先调节滑动变阻器R0(选填“R0”或“R”)的滑片到最左端(选填“左”或“右”),再调节另一滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V时为止.
②接着调节变阻器R0的滑片到最右端,读出这时电压表的示数为U;
③小灯泡的额定功率表达式P=$\frac{{U}_{0}(U-{U}_{0})}{{R}_{0}}$(用字母表示).

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