小明利用实验探究电阻上的电流跟两端电压的关系. (1)请你用笔画线代替导线,按图甲所示的电路图,帮小明将图乙中的器材连接起来.要求:变阻器滑片向右移动时,电流表的示数变小,导线不能交叉.
(2)小明连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表示数始终为0,电压表示数约为6V,则电路中出现的故障可能是______. (3)小明排除故障后继续实验,通过调节滑动变阻器,改变定值电阻R1两端的电压,测得电流、电压的值如表一.分析表一中的数据可以得出结论:______. 表一
定值电阻 | 实验次序 | 电压U1/V | 电流I1/A | R1=5Ω | 1 | 1.5 | 0.3 | 2 | 3.0 | 0.6 | 3 | 4.5 | 0.9 |
答案
定值电阻 | 实验次序 | 电压U2/V | 电流I2/A | R2=10Ω | 4 | 3.0 | 0.3 | 5 | 4.5 | 0.45 | 6 | 6.0 | 0.6 |
解析 解(1)由图可知电源的电压U=4×1.5V=6V>3V,所以电压表的量程为0~15V;电路中的最大电流=1.2A>0.6A,所以电流表的量程为0~3A; 滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中,且左下方接线柱必须接入电路; 根据电流的流向,从电源的正极出发依次串联滑动变阻器、电阻R、电流表、开关回到负极,再把电压表并联在电阻R的两端,如下图所示:
(2)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表示数始终为0,电压表示数约为6V,说明与电压表并联的部分断路,即可能是电阻R1断路. (3)在表一中:导体的电阻5Ω一定,导体两端的电压从1.5V到3V再到4.5V,相对应的,导体中的电流从0.3A到0.6A再到0.9A.电压增加几倍,电流也增加几倍,故得结论:在电阻一定时,电流与电压成正比. (4)分析对比2、4(或3、5)两次实验数据可知:两电阻两端的电压相等,对应的电流之比等于两电阻阻值之比的倒数,即电压一定时,电流跟电阻成反比. 故答案为:(1)如上图所示; (2)电阻R1断路; (3)电阻一定时,电流跟电压成正比; (4)分析过程:对比2、4(或3、5)两次实验数据可知:U1=U2=3V (或U1=U2=4.5V),=,=,=; 结论:电压一定时,电流跟电阻成反比. |
举一反三
下表为小红同学在探究电压跟电流、电阻关系的实验中获取的部分实验数据.根据这些数据,可以得到的初步结论是______.
序号 | 导体的电阻 R/Ω | 导体中的电流
I/A | 导体两端的电压
U/V | 1 | 20 | 0.10 | 2 | 2 | 0.15 | 3 | 3 | 0.25 | 5 | 4 | 0.30 | 6 | 5 | 0.35 | 7 | 6 | 0.40 | 8 | 现有如下器材:符合实验条件的电源、定值电阻、滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干.请你设计一个实验,证明:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.请画出实验电路图,并写出实验步骤. (1)实验电路图(画在下面方框中)
(2)实验步骤: | 如图中甲、乙是用伏安法分别测定两个不同电阻R甲、R乙所得出的电流与电压的关系图线,请判断两电阻的大小( )A.R甲>R乙 | B.R甲<R乙 | C.R甲=R乙 | D.条件不足,无法比较 | 实验桌上有如下实验器材:满足实验要求的电源(非稳压电源)、阻值已知的不同定值电阻若干,滑动变阻器一个,电流表、电压表各一块,开关一个,导线若干.请选用上述实验器材,设计一个实验证明:“当导体两端的电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比”.请你画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表. | 小明采用图示的电路,研究“通过某导体的电流与它的电阻关系”,他分别用5Ω和10Ω的电阻做两次实验,当完成第一次实验后,小明将A、B两点间的电阻R由10Ω更换为5Ω,闭合开关后,滑动变阻器应该( )A.保持变阻器滑片不动 | B.将变阻器滑片向右移动 | C.将变阻器滑片向左移动 | D.更换阻值更大的滑动变阻器 |
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