题目内容
7.(1)此实验中滑动变阻器的作用:控制导体电阻两端电压保持不变.
(2)小亮正确连接电路后开始实验,当电阻箱的示数为10Ω时,闭合开关S,他发现电流表无示数,电压表的示数为12V.小亮检查电流表没有故障,则电路可能出现的故障是电阻箱开路.
(3)他排除电路故障后,在实验过程中,当改变电阻箱接入电路的阻值时,移动滑动变阻器的滑片可使电阻箱两端电压保持6V不变.当小亮将电阻箱的阻值由20Ω调为30Ω时,为保持电阻箱两端电压不变,应将滑动变阻器的滑片适当向A端移动.(选填“A”或“B”)
(4)当电阻箱接入电路的阻值为60Ω时,小亮发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终无法达到6V,小亮同学应采取的措施是C(选填序号)
A.更换一只新的电压表
B.调节电源的输出电压到16V
C.用“1A 100Ω”的滑动变阻器替换原来的滑动变阻器.
分析 (1)实验过程中,移动滑动变阻器的滑片,改变其连入电路的阻值,目的是改变保持导体电阻两端的电压不变;
(2)电压表有示数,说明与电压表两接线柱连接的电路是通路,电流表无示数,说明电路断路,从而判断出故障的可能原因;
(3)探究电流与电阻的关系实验,应控制电阻两端电压保持不变,用大电阻替换小电阻后,电阻分压变大,为保持电压不变,应移动滑片,增加滑动变阻器接入电路的阻值,增大滑动变阻器的分压,减小电阻两端电压,根据电路图确定滑片的移动方向;
(4)根据滑动变阻器的最大阻值与定值电阻阻值间的关系,由串联电路的分压原理分析电压表不能达到要求的原因.
解答 解:(1)由题意知,本实验的目的是探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”,根据控制变量法的要求,应控制导体电阻两端电压保持不变;
(2)闭合开关,电压表示数较大而电流表示数为零,说明在电压表两接线柱之间的电路是断路,其原因可能是电阻箱开路;
(3)探究电流与电阻关系实验中,应保持电阻两端电压不变,将20Ω的电阻改装成30Ω的电阻,电阻两端电压增大,大于6V,由电路图可知,为保持电阻两端电压不变,应向A调节滑动变阻器滑片,
增大滑动变阻器接入电路的阻值,增大滑动变阻器分压,使电阻两端电压变小,直到电压表示数为6V为止;
(4)当改用60Ω的电阻时,电路中的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{60Ω}$=0.1A
滑动变阻器的阻值为:R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{R}}{I}$=$\frac{12V-6V}{0.1A}$=60Ω>50Ω
无法使电压表的示数达到实验要求的值,是由于滑动变阻器的最大阻值太小,把滑动变阻器阻值全部接入电路时,滑动变阻器分得的电压还是小于6V,不能使电阻两端达到要求的值,故选C.
故答案为:(1)控制导体电阻两端电压保持不变;(2)电阻箱开路;(3)A;(4)C.
点评 本题考查了实验操作分析、实验操作改进等问题,实验操作分析及实验改进措施是本题的难点,要根据串联电路的分压原理认真分析,然后提出改进措施.
(1)闭合开关前滑动变阻器的滑片P应放在右(选填 左/右)端.
(2)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3V,则电路中出现的故障可能是定值电阻断路;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器,测出通过定值电阻的电流和对应的电压值,如表所示,分析数据后发现表格中电流值与电压值不成(选填 成/不成)正比,检查两电表均无故障,你认为可能的原因是电流表使用前没有校零.
| U/V | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
| I/A | 0.14 | 0.24 | 0.34 | 0.44 | 0.54 | 0.64 |
(1)步骤1:研究电流与电压的关系时,闭合开关S后,调节变阻器使R两端的电压成倍数变化,分别读出并记录对应于不同电压下的电流表示数.
步骤2:研究电流与电阻的关系时,换用不同的定值电阻,调节变阻器使电压表示数不变,分别读出并记录对应于不同阻值的电流表的示数.
(2)记录的实验数据如下表
表甲:
| 实验 次数 | 电流 (安) | 电压 (伏) |
| 1 | 0.25 | 1 |
| 2 | 0.50 | 2 |
| 3 | 0.75 | 3 |
| 实验 次数 | 电流 (安) | 电阻 (欧) |
| 4 | 2 | 1 |
| 5 | 1 | 2 |
| 6 | 0.5 | 4 |
由表乙可归纳得出的结论:电压不变,导体中的电流跟电阻成反比.