题目内容

3.小沈同学在做探究“电流、电压与电阻关系”的实验时,他选取了两节干电池、一个滑动变阻器、一块电流表、一块电压表、一个开关、3个阻值不同的电阻丝及若干导线.请你帮他完成下列内容:
①根据实验要求,在图1中用笔划线代替导线将实物图连接完整,并在图2虚线框内画出相应的电路图;
②在探究“电流与电阻关系”实验时,他的实验步骤如下:①先将5Ω的电阻R接入电路;②闭合开关S,读出电流表的示数,并把数据记录在表格中;③再分别将10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻,重复步骤②;请你说出他在实验过程中的错误是未保持电阻两端的电压不变;
次数电阻R/Ω电流I/A
150.48
2100.24
3200.12
③他纠正错误后重新进行实验,得到的数据如表所示.根据表中的实验数据可得出的结论是电压不变,导体中的电流与它的电阻成反比;
④在探究“导体中的电流与导体两端电压关系”的实验中,赵明同学用图3所示的电路进行实验,通过改变干电池个数的办法获得了多组数据;而小沈同学利用图1所示的电路通过调节滑动变阻器的滑片也获得了多组数据.请你对两位同学的实验方案进行比较,赵明同学的方案更好些,原因是操作简单;(写出一条即可)
⑤他还想利用图1测量一盏小灯泡的电阻,于是他用小灯泡替换了20Ω的电阻后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置后,电表示数如图4所示,则此时小灯泡的阻值是5Ω.

分析 (1)电压表与电阻并联,根据电源电压确定电压表的量程;
滑动变阻器串联在电路中,且要接一上一下;
根据实物图画电路图,电路连接顺序和方式要一致;
(2)要探究电流和电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变,改变电阻;
(3)分析表格中数据,得出电流和电阻的关系:电压不变,电流和电阻成反比;
(4)在实验中,通常用滑动变阻器来改变电路中的电流和电压,实现多次测量的目的,若更换电源,较麻烦;
(5)读出电流表和电压表的示数,根据R=$\frac{U}{I}$计算出灯泡的电阻值

解答 解:(1)将滑动变阻器与电阻串联,并接一上一下;
电压表与电阻并联,电源由2节干电池组成,所以电压表应选择0~3V的量程,如图所示:

电路图如图所示:

(2)探究“电流与电阻关系”实验,要保持电阻两端的电压不变,由题意知,该同学在实验中,只更换了电阻的大小,没有保持电阻两端的电压不变;
(3)由表格中数据知,电压不变,电阻增大为原来的几倍,电流便减小为原来的几分之一,可知电压不变,导体中的电流与它的电阻成反比;
(4)沈仔细同学在电路中串联了一个滑动变阻器,可以方便的利用改变滑动变阻器接入电路的阻值进行多次测量,而赵明同学需要一直更换电源才能做到多次测量,比较麻烦因此沈仔细的方案好些,主要是因为操作简单;
(5)由图4知,电压表的量程应为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.5V;
电流表的量程应为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;
则R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω.
故答案为:(1)见上图;(2)未保持电阻两端的电压不变;(3)电压不变,导体中的电流与它的电阻成反比;(4)赵明;操作简单;(5)5.

点评 此题是探究影响电流大小的因素实验,考查了实物电路的连接,电路图的画法、电流表、电压表的读数、电阻的计算,控制变量法的应用,考查得很全面.

练习册系列答案
相关题目
11.某小组三位同学发现钟摆的摆动似乎是有规律的.于是他们在细绳下面挂一小球制成了单摆,研究在摆动角度θ不大的情况下,单摆来回摆动一次所用的时间(摆动周期T)与哪些因素有关,如图所示,l为单摆的摆长,m为单摆摆球的质量.为了减小误差,三位同学在实验中每次测量单摆摆动30次(30T)的时间.丙同学在甲、乙同学实验的基础上继续实验,三位同学的实验数据分别记录在下表中.为了进一步探究单摆的摆动规律,他们进行了适量的运算,将结果记录在下表的后三列中.
同学实验
序号
l(米)m(克)θ(度)30T
(秒)
l2
(米2
$\sqrt{l}$
[(米)1/2]
l×m
(米•克)
11.0304601.001.030
21.0404601.001.040
31.0504601.001.050
41.0303601.001.030
51.0304601.001.030
61.0305601.001.030
70.8304540.640.924
81.0404601.001.040
91.2503661.441.160
(1)分析比较实验序号1、2与3,可知甲同学得出的结论是:当单摆的摆长和摆动角度相同时,单摆的周期与摆球的质量无关(选填“有关”、“无关”).
(2)分析比较实验序号4、5与6,可知乙同学研究的是:单摆的周期与摆球摆角的关系,他得出的结论是:当单摆的摆长和摆球质量相同时,单摆的周期与摆角无关.
(3)分析比较实验序号7、8与9中单摆的周期与摆长的关系,可知丙同学得出的结论是:单摆的摆长越长,单摆的周期越大.
(4)进一步综合分析单摆的周期与表中后三列经运算后得到的数据关系,可归纳得出的结论是:单摆的周期与$\sqrt{I}$成正比.
15.小明要测量一个额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率,电路如图甲所示,估计小灯泡正常工作时的电阻约为20Ω.现有电流表、电压表、开关、滑动变阻器R1(10Ω  0.2A)R2(20Ω  0.5A)、R3(10Ω  1A)各一个,导线若干,电源电压为6V.

(1)请用铅笔画线代替导线,将实验电路连接完整.
(2)实验中,应选择滑动变阻器R2接入电路.
(3)小明测得实验数据如表,小刚认为小明测得的实验数据中有一次是不真实的,存在拼凑的嫌疑,请你帮忙找出哪一次并说明理由?第一次实验是不真实的,存在拼凑的嫌疑,通过计算滑动变阻器接入电路中的阻值需超过20Ω.
  次数1234
电压(伏)2.003.403.804.20
电流(安)0.180.190.200.22
电阻(欧)11.1117.8919.0019.09
(4)小李同学做这个实验时,发现电压表的0~15V量程已坏,为了测小灯泡的额定功率,小李设计了另一种实验方案.已知电阻R的阻值为10欧.
①电路如图乙所示,连接好电路;
②开关S拔到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电流表示数I1
③开关S拔到位置2,滑片位置不动,读出电流表示数I2
先算出R两端电压U0=I1R(即灯两端的电压)和灯泡的电阻RL=U0/I2-I1再根据P0=$\frac{{{U}_{0}}^{2}}{{R}_{L}}$,计算灯泡的额定功率.他按此方案测量,发现实验结果与真实值相差较大,为使测量结果更准确,请指出该如何修改实验方案?
步骤②改为:将开关S拨到位置1,移动滑片P,使I1R等于3.8V.

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网