题目内容
【题目】小刚和小磊同学在“探究电路消耗的电功率和电阻成反比”实验时,使用的器材有:满足实验要求的电器一个、电阻值不同的定值电阻若干、满足实验要求的滑动变阻器一个、电流表和电压表各一个、小刚将六个定值电阻并联,设计出了实验电路,并完成了实验,而小磊同学认为,不用将电阻并联,也能完成探究实验,并且正确完成了这个实验.
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(
)请你在如图虚框中画出小磊同学的实验电路图________.
(
)帮助小磊同学写出实验步骤________.
(
)请你设计实验记录表格__________.
【答案】
①观察电压表、电流表指针是否指零,并按电路图连接电路;②闭合开关,记下电压表示数为U1,电流表示数为I1,并记录在表格中;③调节滑动变阻器,使电压表示数仍为U1,电流表示数为I2,并记录在表格中;④仿照步骤③4次使电压表示数分别为U1;电流表示数分别为I3I4,分别记录在表格中;⑤利用公式P=UI计算电功率P1P2P3P4,与电阻做比较。
【解析】
根据电功率的推导公式P=
得,电压不变,电阻消耗的电功率和电阻成反比,所以在设计实验时,应保持电阻两端的电压不变,而改变电阻的阻值。
(1)电路中需用到电流表、电压表及滑动变阻器,可更换电阻,调节滑动变阻器保持电阻两端的电压不变,如图所示:
;
(2)步骤:①观察电压表、电流表指针是否指零,并按电路图连接电路;
②闭合开关,记下电压表示数为U1,电流表示数为I1,并记录在表格中;
③调节滑动变阻器,使电压表示数仍为U1,电流表示数为I2,并记录在表格中;
④仿照步骤③4次使电压表示数分别为U1;电流表示数分别为I3I4,分别记录在表格中;
⑤利用公式P=UI计算电功率P1P2P3P4,与电阻做比较。
(3)表格如下:
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【题目】在探究了电阻上的电流跟两端电压的关系后,同学们又提出了电流与电阻有什么关系这一问题。请你和他们一起解决下列问题:
(1)用笔画线代替导线,将实验电路连接完整。
(2)在导线连接完成后,闭合开关前还应
。
(3)闭合开关后,移动滑片时发现电流表没有示数,电压表有明显的示数。则发生故障的原因可能是 。
电压U=2V | |||
次 数 | 1 | 2 | 3 |
电阻R/Ω | 5 | 10 | 20 |
电流I/A | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
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(4)排除故障后,同学们继续进行实验。一位同学在读取完电流表示数后,直接拆下阻值为5Ω的电阻改换成阻值为10Ω的电阻。他认为这样操作简捷高效。那么,
①电压表示数会怎样变化: 。
②请你指出他在操作中的错误:
___________________________________。
(5)分析表中实验数据,请你总结出电流与电阻的关系:
。