题目内容

8.如图甲是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图,其中 R是定值电阻.

(1)通过改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表. 问:小明的实验是为“探究导体中的电流与电压的关系”; 小明实验时选择的是5Ω的电阻. 测得三组电压和电流值如表),因此可得出电流与电压关系的初步结论:电阻一定时,电流与电压成正比.
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电压/V2.02.42.8
电流/A0.400.480.56
(2)当探究的电流与电阻的关系. 他们首先把5Ω电阻接入电路进行实验,电流表示数如图乙所示,则电阻R两端的电压是1.5 V;再分别改接10Ω、15Ω的电阻,重复上述实验.问:实验中,小红多次移动变阻器滑片的目的是使电压表的示数保持1.5V不变;
(3)如果实验中所用的电源电压为6V,那么,小红实验时选择的变阻器规格是下面的丙.
甲、“10Ω,2A”乙、“30Ω,2A”丙、“50Ω,2A”

分析 (1)分析表中测量的物理量可知探究电流与什么量的关系,然后欧姆定律结合表格中任意一组数据求出定值电阻的阻值;
(2)根据电流表的量程和分度值读出示数,利用欧姆定律求出电阻R两端的电压;探究电流和电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变;
(3)根据串联分压特点进行分析解答.

解答 解:(1)由表格数据可知,电流变化的倍数与电压变化的倍数相等,因此探究导体中的电流与电压的关系;
探究电流与电压之间的关系时,应控制定值电阻的阻值不变,由表中数据可知,当U=2.0V,I=0.4A,故R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.0V}{0.40A}$=5Ω;
可得出电流与电压关系的初步结论:电阻一定时,电流与电压成正比;
(2)由图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,电阻R两端的电压U=IR=0.3A×5Ω=1.5V;
依次换用10Ω、15Ω的电阻后,电压表的示数会变大,所以应调节滑动变阻器的阻值使电压表的示数保持1.5V不变;
(3)当换用15Ω的电阻后,根据串联分压特点可知$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$,则$\frac{1.5V}{6V-1.5V}$=$\frac{15Ω}{{R}_{滑}}$,解得R滑=45Ω,故选丙.
故答案为:(1)电压;5;电阻一定时,电流与电压成正比;(2)1.5;使电压表的示数保持1.5V不变;(3)丙.

点评 本题是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的实验,涉及到电流表的读数、欧姆定律的应用和控制变量法的应用,明白该实验的目的是关键.

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