题目内容
【题目】某实验探究小组利用图甲所示的电路做“探究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系”的实验,使用的器材有:两节新干电池,四个阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,一个标有“10Ω 1A”字样的滑动变阻器,电流表、电压表、开关和导线。
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(1)请根据图13甲的电路图将图乙的实物图连接完整;
(______)
(2)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片P应放在阻值_____处;
(3)探究流过定值电阻的电流与其两端电压的关系时,应控制_____不变,通过调节滑动变阻器滑片,改变_____;
(4)探究电流与电阻的关系时:
①依次接入5Ω、10Ω、20Ω三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数_____(选填“不变”或“改变”),记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的图像;
②上述实验中,当把5Ω的电阻换为10Ω接入电路中时,闭合开关,应向_____(选填“左”或“右”)端移动滑片,使电压表示数为_____V时,读出电流表的示数;
③当把定值电阻R换为25Ω时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到指定值,为了完成实验目的,可更换一个最大阻值不小于_____Ω的滑动变阻器;
④由图像可得电流与电阻的关系是:_____。
【答案】
最大 电阻 定值电阻两端的电压 不变 右 2 12.5 导体两端的电压一定时,流过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】
(1)[1]开关与滑动变阻器串联,电路图中滑动变阻器下端接左,则实物图下端接左,故作图如下
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(2)[2]开关闭合前,为保证电路安全,滑动变阻器应滑到最大阻值处。
(3)[3][4]探究流过定值电阻的电流与其两端电压的关系时,根据控制变量法可知,应控制电阻大小不变,根据串联分压可知,通过改变滑动变阻器接入电路电阻大小,从而改变定值电阻两端电压。
(4)①[5]探究电流与电阻的关系时,根据控制变量法可知,应调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压保持不变。
②[6][7]当把电阻从5Ω换为10Ω,由串联分压可知,定值电阻两端电压将变大,为保证电压不变,应增大滑动变阻器接入电路阻值,故滑片应向右移动。由乙图可求定值电阻两端电压始终保持为
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则应调节滑动变阻器使电压表示数为2V。
③[8]两节新干电池作为电源,电压为3V,则保证定值电阻两端电压为2V时,滑动变阻器所分电压为1V,故当定值电阻为25Ω时,由串联电路电压之比等于电阻之比可求滑动变阻器阻值为
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故滑动变阻器最大阻值不应小于12.5Ω。
④[9]观察图丙数据可知,当电压一定时,电阻扩大倍数与电流缩小倍数相同,则可得导体两端的电压一定时,流过导体的电流与导体的电阻成反比。
【题目】在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示∶
次数 | G/N | h/m | F/N | s/m | η |
1 | 2 | 0.1 | 1 | 0.3 | 66.7% |
2 | 3 | 0.1 | 1.4 | 0.3 | 71.4% |
3 | 4 | 0.1 | 1.8 | 0.3 | 74.1% |
4 | 2 | 0.1 | 1.5 | 0.2 |
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(1)表格内的第4次实验中应补充的数据是___(结果精确到0.1%)。这次数据是用图中___(填“甲”或“乙”)所示的滑轮组测得的;
(2)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定,若要增大滑轮组的机械效率,应该_________;在第1次实验中,拉力F所做的额外功为____J;
(3)某同学认为,使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时,越省力的滑轮组其机械效率越大,他的想法正确吗?请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断依据:__________。