問題詳情:
利用圖*所示實物電路探究“導體中電流跟電阻的關係”.提供的器材有:電壓恆為6V的電源、電流表、電壓表、四個不同阻值的定值電阻、滑動變阻器、開關、導線若干.
(1)圖*中部分導線已連好,請用筆畫線代替導線將電路連接完整,要求滑片P向A端移動時,滑動變阻器的阻值變大.(連線不能交叉)
(2)實驗數據如表,第1次實驗結束,要進行第2次實驗,正確的*作步驟是:斷開開關,將5Ω的電阻換成10Ω,閉合開關,______.
次數 | 1 | 2 | 3 | 4 |
電阻/Ω | 5 | 10 | 15 | 20 |
電流/A | 0.40 | / | 0.13 | 0.10 |
(3)第2次實驗中電流表的示數如圖乙所示,則電流表示數為______A.
(4)結合實驗數據可知,選用的滑動變阻器的最大阻值至少是______Ω.
【回答】
【考點】探究電流與電壓、電阻的關係實驗.
【分析】(1)根據實驗原理連接實物電路圖.
(2)探究電流與電阻的關係時,應控制不同定值電阻的電壓不變,當換成較大的電阻時,根據分壓原理,判斷電壓的變化,再確定滑滑片移動的方向.
(3)由圖示電流表確定其量程與分度值,然後讀出其示數.
(4)根據表格中數據,用公式U=IR計算出導體兩端的電壓;根據串分壓的知識,當定值電阻的阻值最大時,所需的滑動變阻器的阻值也最大,結合歐姆定律的知識計算得出.
【解答】解:(1)滑動變阻器的滑片P向A端移動時滑動變阻器的阻值變大,滑動變阻器應接B接線柱,把滑動變阻器串聯接入電路,電壓表與定值電阻並聯,實物電路圖如圖所示:
(2)由第1次實驗數據可知,電阻兩端的電壓為U=IR=0.4A×5Ω=2V,探究電流與電阻的關係時,應控制不同定值電阻的電壓不變.斷開開關,將5Ω的電阻換成10Ω的電阻,根據分壓原理,定值電阻的電壓將增大,因要控制電壓2V保持不變,所以應減小定值電阻的電壓而增大變阻器的電壓,所以變阻器連入電路中的電阻應增大,所以滑片向左移動,保持電壓表示數2V不變.
(3)由圖乙電流表可知,其量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數為0.2A.
(4)電壓表的示數保持不變,由表格中數據知,UR=I1R1=5Ω×0.4A=2V;根據串分壓的知識,當定值電阻的阻值最大為20Ω時,滑動變阻器的阻值也變大,此時電路中電流為0.1A,
所以選用的滑動變阻器的最大阻值至少是R滑===40Ω.
故*為:(1)如上圖;(2)滑片向左移動,保持電壓表示數2V不變;(3)0.2;(4)40.
【點評】本題是探究“導體中電流跟電阻的關係”的實驗,考查了電路連接、實驗方法、電錶讀數、數據分析等,考查全面,難度不大,這個實驗是常考題,能靈活運用控制變量是關鍵.
知識點:電流與電壓和電阻的關係
題型:實驗,探究題