在探究“電流與電阻的關係”實驗中,小碩選用如下器材:電壓恆為5V的電源阻值為5Ω、100Ω、200Ω的定值電阻...
問題詳情:
在探究“電流與電阻的關係”實驗中,小碩選用如下器材:電壓恆為5V的電源阻值為5Ω、100Ω、200Ω的定值電阻,規格為“30Ω 1A”的滑動變阻器,電流表電壓表,開關和若干導線
(1)如圖*所示為小碩連線的實驗電路,閉合開關前發現電路中有一根導線連線錯誤,請在連線錯誤的導線上畫“×”,並用筆畫線代替導線將電路連線正確.
(_________)
(2)改正錯誤後,用開關試觸,發現電壓表指標迅速擺到錶盤最右端,電流表指標幾乎未動.小碩分析可能是定值電阻發生了_____故障.
(3)排除故障後,調節滑動變阻器的滑片,電壓表示數如圖乙所示,其示數為_____V.斷開開關,保持滑動變阻器滑片位置不動,將5Ω電阻換成10Ω電阻,閉合開關,應將滑片向_____(填“左”或“右”)移動,使電壓表示數與第一次實驗示數相同此時電流表示數應為_____.
(4)在探究過程中,小碩發現,為了保持定值電阻兩端電壓不變,只要滑動變阻器連入電路阻值與電路中定值電阻阻值之比為_____即可.
(5)多次實驗後,根據資料可以得出結論:電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成_____.
(6)小碩利用如圖*所示電路測量額定電流為0.2A小燈泡的額定功率,已知定值電阻R0的阻值為10Ω,電源電壓未知且大於小燈泡的額定電壓.
①開關S1接b,S2接d,電流表示數為0.6A,則電源電壓為_____V.
②開關S1接a,S2接c,調節滑動變阻器的滑片,使電流表示數為_____A,此時小燈泡正常發光.
③開關S1接b,S2接c,使滑動變阻器的滑片_____(填“移到上端”、“保持不動”或“移到下端”),電流表示數為0.3A.
④小燈泡額定功率P額=_____W.
【回答】
斷路 2 右 0.2A 3:2 反比 6 0.2 保持不動 0.8
【詳解】
(1)原電路中,電流表與電阻並聯,電壓表串聯在電路中是錯誤的,電流表應與電阻串聯,電壓表與電阻並聯,如下所示:
(2)用開關試觸,電壓表指標迅速擺到錶盤最右端,電流表指標幾乎未動,可能是定值電阻發生了斷路;
(3)排除故障後,調節滑動變阻器的滑片,電壓表示數如圖乙所示,電壓表選用小量程,分度值為0.1V,其示數為2V;
根據串聯分壓原理可知,將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻,電阻增大,其分得的電壓增大;探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變,應保持電阻兩端的電壓不變,根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓,由分壓原理,應增大滑動變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應向右端移動,使電壓表的示數不變;
由歐姆定律,電流表示數應為:
I==0.2A;
(4)實驗中保持定值電阻兩端電壓不變,由串聯電路電壓的規律,變阻器的電壓為:
U滑=5V﹣2V=3V,
由分壓原理,滑動變阻器連入電路阻值與電路中定值電阻阻值之比為
U滑:U定=3V:2V=3:2;
(5)根據資料可以得出結論:電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比;
(6)①開關S1接b,S2接d,電流表示數為0.6A,為定值電阻的簡單電路,由歐姆定律,則電源電壓為:
U=I1R0=0.6A×10Ω=6V;
②開關S1接a,S2接c,調節滑動變阻器的滑片,使電流表示數為0.2A,此時小燈泡正常發光.
③開關S1接b,S2接c,使滑動變阻器的滑片保持不動,電流表示數為0.3A.
④在③中,變阻器與定值電阻串聯,由歐姆定律,定值電阻的電壓;
U0=I′R0=0.3A×10Ω=3V,
變阻器的電壓為
6V﹣3V=3V,
由分壓原理,變阻器連入的電阻為:R滑=10Ω;
在②中,由歐姆定律,變阻器的電壓:
U滑=IR滑=0.2A×10Ω=2V,
根據串聯電路電壓的規律,燈的額定電壓為:
U額=6V﹣2V=4V,
小燈泡額定功率:
P額=U額I額=4V×0.2A=0.8W.
知識點:電流與電壓和電阻的關係
題型:實驗,探究題
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