题目内容

2.楠楠同学买了一套电学实验盒,里面有个线板如图1所示,上面有三根金属丝,分别标着(甲:康铜丝长度20cm 直径0.3mm)(乙:镍铬长度20cm 直径0.3mm) (丙:镍铬长度20cm 直径0.4mm),她想研究通过甲金属丝的电流与甲金属丝两端电压的关系.

(1)请根据她所连接的实物图在图2虚线框中画出电路图(金属丝用“-□-”表示.)
(2)连接正确的电路后,楠楠通过改变电压,测出如下数据.
甲金属丝康铜长度20cm 直径0.3mm
次数l2345
U/V01.01.522.5
I/A00.480.720.961.2
请帮楠楠在图3中画出甲金属丝的U-I图象,由这个图象,楠楠总结出结论:
(3)同样,楠楠又分别测出了乙金属丝的电压与电流值填入下表:
乙金属丝镍铬长度20cm 直径0.3cm
次数12345
U/V01.01.52.02.5
I/A00.320.480.640.8
请将乙的数据也在图3中画出图象,并比较甲的电阻小于乙的电阻(选填“大于”、“小于”或“等于”).原因是:导体材料不同.

分析 (1)由图知,从电源的正极出发,依次连接开关、电流表、电阻,最后回到电源的负极,电压表根据电阻并联,根据实物电路画出相应的电路图;
(2)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来;根据图象及表格中数据,分析可得结论;
(3)根据表格中数据描点并连线,与(2)画在同一幅图;
可通过比较相同电压下电流的大小关系得出电阻的关系.根据影响电阻大小的因素通过比较数据得出电阻不同的原因.

解答 解:(1)由图知,从电源的正极出发,依次连接开关、电流表、电阻,最后回到电源的负极,电压表根据电阻并联,根据实物电路画出相应的电路图,如图所示:

(2)根据表格中数据描点并连线,如图所示:

图象是一条过原点的直线,可知电阻不变,导体中的电流与它两端的电压成正比;
(3)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图上图所示;
由表格中数据及图象可知,甲乙两端的电压相同,通过甲的电流更大,说明其电阻更小,所以甲的电阻小于乙的电阻.二者的长度和横截面积相同,材料不同,可知电阻的不同是由材料不同造成的.
故答案为:(1)见上图;(2)见上图;电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;(3)小于;导体材料不同.

点评 本题是探究影响电流大小的因素的实验,主要考查了电路图的画法、描点法图象的画法及对实验数据的分析.这是得出实验结果很重要的一种能力.

练习册系列答案
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14.在本学期学习电学知识过程中,小明利用如图a所示的电路图,做了多个实验,电阻R0可选用阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻.

(1)在做“探究电流与电阻的关系”的实验时,小明先把10Ω的电阻连入电路,闭合开关,把电流表的读数填在表1中,然后把10Ω电阻分别换成20Ω、30Ω电阻,将相应的电流值记录到表1中.分析表1中数据可知,小明实验过程中存在的错误之处在于:没有保持定值电阻两端电压不变.
表1                                        表2
实验序号电阻R0/Ω电流I/A实验序号电压表示数/V电流表示数/A
1100.312.50.13
2200.224.00.20
3300.535.50.27
(2)在做“伏安法”测电阻的实验时,小明根据电路图a连接的电路如图b所示,并测得实验数据如表2所示.图中尚有两根导线未连接,请用笔画线代替导线完成电路连接(要求滑动变阻器连入电路中的阻值最大),由表2数据可以判断,小明同学选用的定值电阻的阻值为20Ω.
(3)在做“测量小灯泡额定功率”的实验时,小明用额定电压为“2.5V”的小灯泡代替电路图a中的电阻R0,连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,经检查发现是电流表损坏了,老师建议小明利用现有器材中的电源、滑动变阻器R、开关、额定电压为“2.5V'’的小灯泡L、阻值为10Ω的定值电阻R0、电压表V1、导线若干,加上老师另外再提供的一个电压表V2(注意:两个电压表,没有电流表),去重新设计电路完成实验.小明经过认真思考后设计了正确的实验电路(如图c所示),闭合开关后,为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表V1的示数为2.5V,此时电压表V2的示数如图d所示,则可以测得小灯泡的额定功率为0.6W.

(4)小明在课后对第 (3)题中“测量小灯泡额定功率”的方法进行了总结和反思,还进一步设计出了“两个电流表,没有电压表”解决这个问题的方法,所用到的器材有:电源、滑动变阻器R、开关、额定电压为“2.5V”的小灯泡L,阻值为10Ω的定值电阻R0、电流表A1、电流表A2、导线若干,请你在图e方框中画出相应的电路图并简述相关实验步骤:①按照上图连接电路,调节滑动变阻器使电流表A2的示数为0.25A;
②读出此时电流表A1的示数I1;
③根据P=UI1求出灯泡的额定功率..

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