题目内容
(1)小欣同学用如图电路(电源电压恒定)验证“在导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比”.他多次只改变电阻箱R1的阻值,测得相应的电流值,如下表所示.
| 实验序号 | R/? | I/A |
| ① | 5 | 0.30 |
| ② | 10 | 0.20 |
| ③ | 15 | 0.15 |
(2)为了探究“导体中电流强度跟导体电阻的关系”正确结论小欣同学按如下正确步骤进行:
①让5Ω电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为1.5V,记录电流表示数;
②将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关后发现电压表示数大于1.5V,应将滑动变阻器的滑片向
③将10Ω电阻换成15Ω电阻,闭合开关后发现:当滑动变阻器的滑片移动到最右端时,电流表和电压表的示数正好指在2V.出现上述情况的原因可能是
A.滑动值太大
B.滑动变阻器最大阻值太小
C.滑动变阻器断路
D.定阻电阻短路.
分析:(1)要探究电流与导体电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变;
表格中给出了不同电阻值及对应的电流值,可根据电源电压不变列出关系式求出滑动变阻器的阻值,从而求出电源电压;
(2)根据串分压的知识进行分析,若要减小电阻两端的电压,则应增大滑动变阻器的阻值.
表格中给出了不同电阻值及对应的电流值,可根据电源电压不变列出关系式求出滑动变阻器的阻值,从而求出电源电压;
(2)根据串分压的知识进行分析,若要减小电阻两端的电压,则应增大滑动变阻器的阻值.
解答:解:(1)根据表格中数据知,电阻的阻值增大时,电阻两端的电压值不断增大,所以导体的电流与导体的电阻不成反比;
由于电源电压不变,则:
0.3A×(5Ω+R2)=0.2A×(10Ω+R2)
解得R2=5Ω
则U=0.3A×(5Ω+5Ω)=3V;
(2)②根据串分压的知识,将5Ω电阻换成10Ω电阻,电压表的示数变大,为保持电压表的示数不变,则应增大滑动变阻器的阻值,由图知,应将滑片向右滑动;
③将10Ω电阻换成15Ω电阻,电压表的示数又会增大,电压表的示数变大,为保持电压表的示数不变,则应增大滑动变阻器的阻值,将滑片继续向右滑动,若滑动变阻器的滑片移动到最右端时,电流表和电压表的示数正好指在2V,则说明滑动变阻器的阻值太小了,B正确,A错误;
若滑动变阻器断路,则电压表的示数为零,C错误;
若定阻电阻短路,则电压表的示数为零,D错误.
故答案为:(1)原因:未保持电阻两端的电压不变;3;(2)②右;③B.
由于电源电压不变,则:
0.3A×(5Ω+R2)=0.2A×(10Ω+R2)
解得R2=5Ω
则U=0.3A×(5Ω+5Ω)=3V;
(2)②根据串分压的知识,将5Ω电阻换成10Ω电阻,电压表的示数变大,为保持电压表的示数不变,则应增大滑动变阻器的阻值,由图知,应将滑片向右滑动;
③将10Ω电阻换成15Ω电阻,电压表的示数又会增大,电压表的示数变大,为保持电压表的示数不变,则应增大滑动变阻器的阻值,将滑片继续向右滑动,若滑动变阻器的滑片移动到最右端时,电流表和电压表的示数正好指在2V,则说明滑动变阻器的阻值太小了,B正确,A错误;
若滑动变阻器断路,则电压表的示数为零,C错误;
若定阻电阻短路,则电压表的示数为零,D错误.
故答案为:(1)原因:未保持电阻两端的电压不变;3;(2)②右;③B.
点评:此题是探究电流与电压、电阻的关系实验,考查了控制变量法在实验中的应用,同时考查了滑动变阻器的使用,涉及到了串分压的知识及串联电路中电流、电压的规律及欧姆定律的应用.
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