题目内容

2.在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中:
(1)如图1所示,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整(要求:滑片在右端时滑动变阻器接入电路的阻值最大),并画出相对应的电路图.
(2)闭合开关,向左移动变阻器滑片,电流表示数变小.
(3)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表示数始终为0,电压表示数约为4.5V,则电路中出现的故障可能是电阻断路;
(4)小红在研究“电流与电压的关系”时的实验数据如表:
R=5Ω电压/V1.02.03.0
电流/A0.20.40.6
分析数据,可以得出的结论是:电阻不变,导体中的电流跟导体两端的电压成正比.
(5)小红在研究“电流与电阻的关系”时实验数据和图象如图2:
U=3V电阻/Ω51015
电流/A0.60.30.2
a、小红先用5Ω的定值电阻进行实验,使电压表的示数为3V,再换用10Ω的定值电阻时,若没有改变滑动变阻器滑片的位置,合上开关后,电压表的示数将大于3V(选填“大于”、“小于”或“等于”).此时应向左(选填“左”或“右”)调节滑片,使电压表的示数仍为3V.
b、分析数据和图2乙可得出的结论是电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
c、小明用同样的电路研究“电流和电阻的关系时”,由于探究时有不符合探究电流和电阻关系时的做法,得到了如图2甲所示的图象,你认为他实验过程中不符合要求的做法是没有控制电阻两端电压不变.

分析 (1)电流表串联在电路中,电压表并联在电阻两端,用笔画线将电路连接完整;画出对应的电路图;
(2)根据电路连接和欧姆定律分析向左移动滑片,电流表的示数变化;
(3)闭合开关后电流表示数为零,电压表示数约为电源电压,其故障为电阻断路;
(4)电流和电压的关系:电阻不变,导体中的电流跟导体两端的电压成正比;
(5)a、研究电流与电阻的关系时,需利用滑动变阻器来控制定值电阻两端的电压不变;先根据串联电路分压的特点判断定值电阻两端电压的变化,然后根据串联电路电压的规律确定滑动变阻器两端电压变化,从而确定滑片移动的方向;
b、根据控制变量法的要求分析表中实验数据,然后得出实验结论;
c、在探究导体中的电流与导体电阻关系的实验中,应控制电阻两端电压不变,据此分析图象乙,然后答题.

解答 解:(1)根据题意可知,电流表串联在电路中,电压表并联在电阻两端,电路连接如下图;对应的电路图如下图所示:

(2)根据电路连接可知,当滑片向左移动时接入电路的电阻变大,由欧姆定律可知,电路中电流变小,故电流表示数变小;
(3)闭合开关后电流表示数为零,电压表示数约为电源电压,其故障为电阻断路;
(4)由题意及表格中数据知,电阻保持5Ω不变,导体两端的电压增大,导体中的电流也增大,且电压增大到原来的几倍,电流也增大到原来的几倍,可得电阻不变,导体中的电流跟导体两端的电压成正比;
(5)a、滑动变阻器的滑片位置不变,将10Ω的定值电阻代替5Ω的定值电阻时,根据串联电路分压的特点可知定值电阻分得的电压将变大,即大于3V;
要使定值电阻两端电压保持3V不变,需增大滑动变阻器两端电压,即增大滑动变阻器接入电路的阻,故将滑片向左移动,直到电压表的示数为3V.
b、由表二实验数据可知:电压一定时,导体的电阻增大到几倍,导体中的电流减小到原来的几分之一,故可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
c、在探究“导体中的电流与导体电阻关系”的实验中,应控制导体两端的电压U保持不变,由图2乙可知,导体电流与电阻的乘积不是定值,是不断变化的,因此,实验不符合要求之处是:没有控制电阻两端电压不变.
故答案为:
(1)如图所示;
(2)变小;
(3)电路断路;
(4)电阻不变,导体中的电流跟导体两端的电压成正比;
(5)a、大于;左;3;
b、电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
c、没有控制电阻两端电压不变.

点评 此题主要考查学生探究电流与电压、电阻关系的理解和掌握,逐一分析解答时要把握条件是解题关键.

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