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 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | ||
| 第二组 | R2=10Ω | 电压U/V | 1 | 2 | 3 |
| 电流I/A | 0.1 | 0.2 | 0.3 | ||
| 第三组 | R3=15Ω | 电压U/V | 6 | 4.5 | 3 |
| 电流I/A | 0.4 | 0.3 | 0.2 |
(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.
【实验器材】电压表、电流表、三种不同规格的滑动变阻器(A:“10Ω 1.5A”、B:“30Ω 1A”、C:“100Ω 0.5A”)、开关、新干电池三节、定位电阻R=5Ω、导线若干.
【制定计划与设计实验】
(1)请用笔画线代替导线,将右图中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右滑时,电流表示数变大.导线不能交叉;
(2)闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至左(填“左”或“右”)端,这样做可以起到保护电路的作用;此实验中滑动变阻器的另一个作用是“改变定值电阻两端的电压”,请你写出一种不用变阻器.也可以“改变定值电阻两端电压”的方法:改变电源中电池的节数.
【进行实验与收集证据】
(1)、小张按要求正确连接电路,且电路元件完好.实验过程中,发现电压表指针偏转到满刻度外的位置,其原因可能是滑动变阻器阻值过小(任意写出一个).
(2)、小张在实验中通过调节滑动变阻器滑片.测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值.如下表所示:
| U/V | 1.0 | 2.0 | 3.0 |
| I/A | 0.2 | 0.4 | 0.6 |
【实验结论】
通过上表中的数据,我们可以得出:电阻不变,导体的电流与它两端的电压成正比.