問題詳情:
圖*是“探究電流與電壓的關係”的實驗電路,電源電壓為4.5V。三個小組的同學分別用5Ω,10Ω,15Ω的定值電阻進行探究。
(1)請用筆畫線代替缺少的2根導線,將圖*的電路連接完整_______(要求:導線不能交叉,滑片P向B端移動時,電路中的電流變大);
(2)正確連接電路,閉合開關,移動滑片P,發現電流表無示數,電壓表有示數,可能的故障是定值電阻R_______(選填“斷路”或“短路”);排除故障後,緩慢移動滑片P到某位置時,電壓表的示數如圖乙所示,為_______V;
(3)將不同小組的數據彙總後,得到表1的數據,分析可得:在電阻一定的情況下,通過導體的電流和導體兩端的電壓成_______比;
(4)在進一步探究“電流與電阻的關係”實驗中:
①若保持定值電阻兩端的電壓為1.5V不變,在表1的數據中有_______可用於分析;
②為得到更多的實驗數據,老師給每個小組再次提供一個30Ω的定值電阻R0,某小組在實驗中,無論怎樣移動滑片P都不能將R0兩端電壓調為1.5V,其原因是滑動變阻器的最大值太_______(選填“大”或“小”);該小組所使用的滑動變阻器的規格可能是_______(選填下列選項前的字母)。
A.10Ω、3A B.20Ω、2A C.50Ω、1A
【回答】
(1). (2). 斷路 (3). 1.8 (4). 正 (5). 兩組 (6). 小 (7). C
【解析】(1)電壓表與電阻並聯,滑片P向B端移動時電流表示數變大,即電阻變小,故滑片以右電阻絲連入電路中,如下所示:
(2)若定值電阻短路,則電壓表示數為0,不符合題意;故電阻斷路,電流表沒有示數,電壓表串聯在電路中測電源電壓,電壓表有示數,故產生故障的原因可能是定值電阻斷路。
如圖乙所示,電壓表接小量程,分度值為0.1V,示數為1.8V。
(3)分析實驗數據知,R=5Ω時,電壓與電流之比
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為一定值,同理可求R=10Ω和R=15Ω時,電壓與電流之比仍為一定值,故可得:在電阻一定的情況下,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。
(4)①探究“電流與電阻關係”時,若保持定值電阻兩端的電壓為1.5V不變,則在表1的數據中有兩組數據可用於分析,分別是“1.5V,3.0A”和“1.5V,0.10A”。
②電阻兩端的電壓始終保持UV=1.5V,根據分壓原理,當接入30Ω電阻時,需增大變阻器連入電路中的電阻,無論怎樣移動滑片,都無法使電壓表的示數達到1.5V(大於1.5V),原因是滑動變阻器的最大阻值過小。
根據串聯電路電壓的規律,變阻器分得的電壓
U滑=4.5−1.5V=3V
變阻器分得的電壓為電壓表示數的2倍,根據分壓原理,當接入15Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為
R滑=2×15Ω=30Ω
故為了完成整個實驗,應該選取最大阻值至少30Ω的滑動變阻器,故選C。
知識點:電流與電壓和電阻的關係
題型:實驗,探究題