小张同学在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源(3V不变)、定值电阻3个(5Ω、10...
问题详情:
小张同学在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源(3V不变)、定值电阻3个(5Ω、10Ω、20Ω各一只)、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、导线若干,如图所示。
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电阻R/Ω | 5 | 10 | 20 |
电流/A | 0.4 | 0.2 |
(1)请你用笔画线代替导线,将图*中的实物电路连接完整。
(2)连接电路前开关应 ,小张按图连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现电压表无示数,电流表示数有变化。则故障原因可能是定值电阻R (填“短路”或“断路”)。
(3)多次更换定值电阻的阻值,实验数据记录如表。其中第3次实验时电流表示数如图乙所示,其读数为 A.这里采用的研究方法是 (选填“转换法”或“控制变量法”)。
(4)由表格可得,在定值电阻两端电压不变时,通过的电流与电阻成 比。
【回答】
(1)如上所示:(2)断开;短路;(3)0.1;控制变量法;(4)反。
【分析】(1)变阻器按一上一下连入电路中;
(2)连接电路前开关应断开;逐一分析每个选项,找出符合题意的*;
(3)根据电流表选用的量程确定分度值读数;
由表中数据,求出电流与电阻之积为一定值分析;
(4)根据电流与电阻之积为一定值得出结论。
【解答】解:
(1)变阻器按一上一下连入电路中与电阻串联,如下所示:
(2)为保护电路,连接电路前开关应断开;
若R短路,电压表没有示数,电路为变阻器的简单电路,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数有变化,符合题意;
若R断路,电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数不变;电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,不符合题意;
故障原因可能是定值电阻R短路;
(3)其中第3次实验时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其读数为 0.1A;
由表中数据,因UV=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V;
故控制电阻的电压不变,这里采用的研究方法是控制变量法;
(4)因电流与电阻之积为一定值,故可得:在定值电阻两端电压不变时,通过的电流与电阻成反比。
【点评】本题探究导体中电流跟电阻的关系,考查电路连接、注意事项、故障分析、电流表量程、控制变量法和数据分析,要掌握。
知识点:电流与电压和电阻的关系
题型:实验,探究题