在“探究電流與電阻的關係”的實驗中,提供的器材如下:電源電壓恆為4.5V,五個定值電阻R1(5Ω)、R2(10...
問題詳情:
在“探究電流與電阻的關係”的實驗中,提供的器材如下:電源電壓恆為4.5V,五個定值電阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω)、R5(25Ω),標有“50Ω1A”的滑動變阻器R、電壓表(可用量程:0~3V、0~15V)、電流表(0~0.6A)、開關各1只,導線若干。
(1)小趙同學設計瞭如圖*所示的實驗電路,電路連線完畢,閉合開關S,發現電流表有示數,電壓表無示數。若電路故障只出現在R1和R上,則電路故障是______;
(2)排除電路故障後,將滑動變阻器的滑片P移到最______端,閉合開關,調節滑片P,使電壓表的示數為2.5V時,電流表的示數應為______A;
(3)分別用定值電阻RRRR5依次替換R1,重複(2)的實驗步驟。根據實驗所得的五組資料繪製出I-R圖象,如圖乙所示,由圖象可得出的結論是:______;
(4)完成步驟(2)後,若保持滑片P位置不變,斷開開關,用R2替換R1,閉合開關,發現電壓表示數______2.5V(選填“大於”或“小於”),應向______(選填“左”或“右”)移動滑片P才能達到實驗要求;
(5)為完成該實驗探究,滑動變阻器允許連入電路的最小阻值為______Ω;
(6)在使用電阻RR5完成實驗的過程中,當電壓表示數為2.5V時,滑動變阻器R消耗的電功率分別為PP5,則______。
【回答】
(1). R1短路 (2). 右 0.5 (3). 當導體兩端的電壓保持不變時,導體中的電流與導體的電阻成反比 (4). 大於 右 (5). 4 (6). 5:1
【解析】(1)由圖可知,電阻R1和滑動變阻器R串聯,電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流。閉合開關時,電流表有示數,則電路中出現短路,而電壓表無示數,那麼是電阻R1短路了。
(2)在閉合開關前,滑動變阻器的滑片應移動到阻值最大處,即最右端。
由圖乙知,電壓表示數為2.5V,R1=5Ω時,電路中的電流為0.5A。
(3)由圖乙知,當電壓一定時,通過導體的電流與電阻成反比。
(4)用R2=10Ω代替R1後,若滑動變阻器接入電路的阻值不變,據串聯電路的分壓特點知,R2分去的電壓變大,即電壓表的示數大於2.5V,要使R2兩端的電壓保持為2.5V,應讓變阻器接入電路的阻值變大,以分去更多電壓,所以應向右移動滑片。
(5)實驗中,定值電阻兩端的電壓保持不變,那麼變阻器兩端的電壓也保持不變,當定值電阻更換的阻值越小,據串聯電路的特點,變阻器接入電路的阻值也越小。所以,當R1=5Ω時,變阻器接入電路的電阻最小,此時電路中的電流I=0.5A,那麼最小電阻
(6)據得,定值電阻接R1和R5時,滑動變阻器消耗的電功率
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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