在“探究電流與電阻的關係”實驗中,現有器材如下:電源(電壓恆定但未知),四個定值電阻R1(5Ω)、R2(10Ω...
問題詳情:
在“探究電流與電阻的關係”實驗中,現有器材如下:電源(電壓恆定但未知),四個定值電阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω),標有“×Ω1A”的滑動變阻器,電壓表(可用量程:0~3V、0~15V),電流表(可用量程:0~0.6A),導線,開關.
(1)設計並正確連接如圖*所示的電路,把定值電阻R1接入圖*中的A、B兩點之間,將滑動變阻器的滑片移到最______端(選填“左”或“右”).閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數為2V時,則此時電流表的示數為______A.
(2)分別用定值電阻R2、R3、R4依次替換R1,重複(1)的實驗步驟.根據所得的四次試驗數據繪製出I-R圖像,如圖乙所示.由圖像可得出的結論是:在導體兩端電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成______.
(3)以下實驗所採用的研究方法與本實驗研究方法不相同的是______.
A.探究動滑輪的機械效率與物重的關係時,控制用相同動滑輪提升不同重物
B.探究鋼尺的音調與振動頻率的關係時,控制鋼尺發聲的響度相同
C.探究水蒸發快慢與温度的關係時,控制液體表面積和液體上方的空氣流速相同
D.探究保温瓶的保温*能與瓶內水量的關係時,控制同一保温瓶及外部環境相同
(4)使用R4進行實驗時,剛一閉合開關,就發現電壓表示數恰好為2V,為了用以上四個定值電阻完成實驗且確保電路安全,應控制A、B兩點之間的電壓在______範圍內.
(5)使用R4進行實驗時,如果閉合開關後發現電流表無示數、電壓表有示數,則電路故障的原因可能是R4______(選填“短路”或“斷路”). 要想完成實驗也可以利用______等效替代R4.
【回答】
右 0.4 反比 B 2-3V 斷路 R1和R3串聯
【解析】(1)閉合開關前,需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處,故將滑片移到最右端;
電流表的示數:
(2)根據圖乙中4個點的座標,由歐姆定律的變形公式:
,在導體兩端電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比;
(3)本實驗研究方法是控制變量法,ACD都運用了控制變量法,而探究鋼尺的音調與振動頻率的關係時,不光運用了控制變量法,還運用了轉換法。
(4)因為R4的阻值最大,因此當R4接入電路時,電壓表示數剛好為2V,説明R4兩端的最小電壓為2V,因此為了用以上四個定值電阻完成實驗且確保電路安全,應控制A、B兩點之間的電壓在大於2V範圍內;由於電流表的量程為0.6A,因此定值電阻兩端允許的最大電壓:;故A、B兩點之間的電壓範圍為2V~3V;
(5)使用R4進行實驗時,如果閉合開關後發現電流表無示數、電壓表有示數,則電路故障的原因可能是R4斷路,因為R4=R1+R3,要想完成實驗也可以利用R1和R3串聯等效替代R4.。
故*為:(1). 右 (2). 0.4 (3). 反比 (4). B (5). 2-3V (6). 斷路 (7). R1和R3串聯
【點睛】此題是探究探究電流與電阻的關係”實驗,注意控制變量法在實驗中的應用,考查了實驗結論的得出,同時考查了I-R圖象的分析及影響電阻大小的因素。
知識點:控制變量法
題型:實驗,探究題