問題詳情:
小慧用如圖*所示的電路探究“通過導體的電流與導體兩端電壓的關係”.
(1)請用筆畫線代替導線,將*圖中的電路連接完整.
(2)如表是她通過實驗得到的幾組數據,其中第5組有明顯錯誤,原因是 .
數據序號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
電壓U/V | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 |
電流I/A | 0.08 | 0.16 | 0.24 | 0.32 | 2.00 | 0.48 |
(3)實驗中,她所選擇的變阻器是 .(選填字母)
A.10Ω 0.5A B.20Ω 1A C.50Ω 1A D.50Ω 0.5A
(4)實驗過程中,發現電流表的示數幾乎為零,電壓表的示數接近3V.導線及連接處完好,則電路發生故障的原因是 .
(5)老師接下來讓同學們用如圖乙所示的電路測量未知電阻Rx的阻值.器材有一個電源(電壓未知且恆定不變),一個量程合適的電流表,一個最大阻值為R0的滑動變阻器.請你寫出簡要的*作步驟及需要測量的物理量 .並用測量的物理量寫出Rx的數學表達式:Rx= .
【回答】
【分析】(1)在根據電路圖連接電路過程中,要特別注意電流表的位置、接法、量程選擇和電流方向;滑動變阻器採用“一上一下”的接法與定值電阻串聯.
(2)對電流表讀數時,要先確定其量程與分度值,然後再讀數.
(3)根據表中數據可知實驗中的最小電流,根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓,根據歐姆定律求出滑動變阻器的阻值即可確定滑動變阻器的規格.
(4)電流表無示數,説明電路某處斷路;電壓表示數等於電源電壓,説明電壓表與電源連通,據此判斷電路故障所在.
(5)根據滑動變阻器接入電路的阻值為0和最大時讀出電流表的示數,然後根據歐姆定律和串聯電路電壓規律即可求出被測電阻的阻值.
【解答】解:(1)將開關的右接線柱與電流表“0.6”接線柱相連,如下圖所示:
(2)由表中實驗數據可知,數據2A錯誤,這是由於讀數時沒有注意觀察電流表量程造成的,電流表大量程是小量程的5倍,指針指在相同位置時,大量程是小量程的5倍,實驗時使用的是小量程,電流表示數應該是0.4A,但讀數時按大量程讀數,造成了錯誤.
(3)實驗中的最小電流I=0.08A,此時滑動變阻器連入阻值最大,
因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和,所以,滑動變阻器兩端的電壓:
U滑=U﹣UR=3V﹣1V=2V,
由I=可得,滑動變阻器接入電路中的電阻:R滑===25Ω,故AB錯誤;
由於D選項中的滑動變阻器允許通過的最大電流較小,因此選擇50Ω 1A的滑動變阻器,故選C;
(4)電流表無示數,説明電路某處斷路;電壓表示數等於電源電壓,説明電壓表與電源連通,因此電路故障為定值電阻斷路;
(5)把滑動變阻器的滑片P移到a端,讀出電流表的示數為I1;再把滑動變阻器的滑片移到b端,讀出電流表的示數為I2;
因為電源電壓不變,因此I1Rx=I2(Rx+R0),則Rx==.
故*為:(2)電流表量程弄錯了;(3)C;(4)定值電阻斷路;(5)把滑動變阻器的滑片P移到a端,讀出電流表的示數為I1;再把滑動變阻器的滑片移到b端,讀出電流表的示數為I2;Rx=.
【點評】本題考查了連接實物電路圖、故障分析、電錶讀數、歐姆定律的應用以及實驗步驟設計等問題,難度較大,但需認真、細心分析.
知識點:電流與電壓和電阻的關係
題型:實驗,探究題