题目内容

11.探究“电流与电阻的关系”.器材有:滑动变阻器、开关、电源(电压恒为6V)各一个,电流表、电压表各一块,三个定值电阻(10Ω、15Ω、20Ω),导线若干.

(1)图1是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑片应置于A端(选填“A”或“B”).
(3)闭合开关后,移到滑片,使与电阻(20Ω)并联的电压表示数为4V,读出电流表示数,再分别改接15Ω、10Ω的电阻,重复上述实验,收集的实验数据如表1所示.老师告诉小明有一组数据误差较大,便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据.当他把5Ω的电阻接入电路时,要使电压表示数仍为4V,实验不能继续进行,其原因是超过了电流表所选的量程.改变连接后,当电压表示数仍为4V时,电流表示数为0.8A(如图2所示).
电压U/V4
电阻R/Ω201510
电流I/A0.200.280.40
综合分析数据可得:电压一定时,电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比.

分析 (1)本实验中电阻R、滑动变阻器、电流表组成串联电路,电压表并联在R两端,从这些方面检查错误,并修改;
(2)闭合开关前,滑片应置于最大值处;
(3)电路中分别接入20Ω、15Ω、10Ω的电阻,实验能够正常进行,说明电路是正常的,改接5Ω电阻后,电路不能正常进行,是由于超过了电流表所选的量程;
先确定电流表选择的量程和最小分度值,再读出电流表的示数;
综合数据分析可知,电压一定时,导体中的电流和导体的电阻成反比.

解答 解:
(1)由图1可知,R与电压表被导线短路了,只改动一根线,修改情况如下图所示:
;
(2)为保护电路,闭合开关前,滑片应置于最大值A端;
(3)若再接入5Ω的电阻时,实验不能正常进行,是由于超过了电流表所选的量程;
电阻两端的电压为4V,根据I=$\frac{U}{R}$,电流表选择0~3A量程,分度值0.1A,所以示数为0.8A;
综合数据分析可知,电流与导体电阻的乘积是定值,由此可得:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比.
故答案为:(1)见上图;(2)A;(3)超过了电流表所选的量程;0.8;电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比.

点评 本题是探究通过电阻的电流与电阻大小的关系实验,涉及到电路图的连接、滑动变阻器的使用、电流表的读数、串联电路的特点、欧姆定律的应用和控制变量法的应用,涉及的知识点较多,要深入理解和熟练掌握.

练习册系列答案
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1.小明想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关.于是找来额定电流均小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图1所示的电路开始探究.

(1)请你用笔画线代替导线,根据图1所示的电路图,将图2所示实物图连接完整.
(2)若小明连接电路后闭合开关,灯L1几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度.原因是他把滑动变阻器的AB (选填“AB”或“CD”)接线柱接入了电路.
(3)小明排除故障后,继续进行实验:
①闭合开关,滑片P向A(选填“A”或“B”)端移动,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如表:
次数电压/V实际功率/W电阻Ω
11.60.200.328.00
22.50.240.6010.42
32.80.260.7310.77
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处.
(4)小雷注意到灯L1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮.结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮,它的实际功率越大.
(5)用L2替换L1重复上面的实验时,需要改变电压表的量程,发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似.
(6)小雷在实验结束后与同学们讨论:
①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确.”这种说法错误的原因是小雷忽略了温度对小灯泡电阻的影响.
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系.”你认为这种说法错误(选填“正确”或“错误”).

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