题目内容
【题目】图甲是小芳“探究电流与电阻的关系”的实验电路图.已知电源电压恒为 4.5V,滑动变阻器规格为“20Ω1A”,可供选择的定值电阻的阻值为 2Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω 和 30Ω.
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(1)小芳根据图甲连接的实物电路如图乙所示,其中一根导线连接是错误的,请在图乙中将这根线打上“×”,并补画出正确的连线_________.
(2)电路连接正确后,小芳先用 5Ω 的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,此时电流表的示数如图丙所示,则电路中的电流为_____A,定值电阻两端电压为_____V;小芳断开开关,将 5Ω的定值电阻换成了 10Ω 的定值电阻,然后准备闭合开关再向_____(选填“左”或“右”)移动滑片直至电压表示数与上一次电压表示数相同.但同组同学立即制止了她的做法,认为在实验操作上须更加规范,即接下来的操作应该是_____.
(3)如果将所测得的数据描成图象来反映实验结论,最可能是的图中_____
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(4)小芳发现另一同学用完全相同的器材和连线方式也进行了该实验,数据记录如下表:
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小芳认为该同学要得到第 1 次数据,应对图乙实验装置中的_____进行调整才能测出.将该表格拿到老师处复查,发现还有一组数据不合实际,该组数据的实验次序为_____,理由是_____.
【答案】
0.4 2 右 将滑动变阻器滑片移到阻值最大位置,再闭合开关,进行实验 C 电流表 4、5 滑动变阻器的电阻太小
【解析】(1)由图知,滑动变阻器与电阻并联,电压表串联在电路中了,应将电压表与电阻并联,可将电阻右侧的导线接在电压表的负接线柱上,如图所示:![]()
(2)由图丙知,电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,所以表的示数为0.4 A.
电阻两端的电压:
.
换成10 Ω电阻,再将滑动变阻器滑片移到阻值最大位置,再闭合开关进行实验,由分压原理,电压表示数变大,因探究电流与电阻的关系时,应保持电阻两端的电压为2 V不变,根据串联电路电压的规律,应增大变阻器分得的电压,由分压原理,应增大变阻器连入电路中的电阻大小,所以应向右移动滑片直至电压表示数为2 V;
(3)电压一定时,电流与电阻成反比,在图象中应是反比例图象, C正确.
(4)第1次数据的电流为1.2 A,故将图乙实验装置中的电流表换成大量程才能测出;
由以上分析知,实验中,应保持定值电阻两端的电压为U1=2 V不变,变阻器分得的电压为
,根据串联电路正比分压的原理得:
,因为变阻器的最大阻值为20 Ω,则定值电阻允许接的最大电阻值为
,而20 Ω、30 Ω均大于16 Ω,所以不合实际.