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电学实验之找错误数据
电学实验中的找错误数据问题,是考试中的高频考点。下面总结了3种找错误数据题型,对于过程的理解非常重要,理解越透彻,在考试中运用才能更加自如。
1.表格中记录的电流数据,小于电路中能通过的最小电流;
2.探究电流与电压关系实验中:电流与电压的比值相差太大或者电流随着电压的增大而增大有反常情况;
3.探究小灯泡电功率实验中:发现通过计算得到灯泡电阻随电压增大而增大出现反常。
【典例引领】
测出电流表示数随电阻箱阻值变化的几组数值如表。记录的数据中有一个电流值有错误,这个错误数据是_________。
电流I/A
0.90
0.80
0.50
0.36
0.28
0.22
电阻R/Ω
8
10
20
30
40
50
解析:已知电源电压12V。
本题一眼是看不出来的。到底谁错了,不好下手,是不是。
一般看到小灯泡,要遵循一个规律:灯泡电阻值随温度的升高而增大。所以,这里就要去计算灯丝电阻的变化。
由电路图知,灯泡与电阻箱串联,根据欧姆定律和串联电路的特点,可求出电阻箱两端的电压及灯泡两端的电压和灯泡的电阻,如下表所示:
电流I/A
0.90
0.80
0.50
0.36
0.28
0.22
电阻R/Ω
8
10
20
30
40
50
电压UR/V
7.2
8
10
10.8
11.2
11
电压UL/V
4.8
4
2
1.2
0.8
1
电阻RL/Ω
5+
5
4
3+
2+
4+
表中右上角“+”表示数据在此基础上多一点。
从表中数据分析可知,通过灯泡的电流逐渐减小,计算出的电阻也应该减小,但电流值为“0.22A”的却是增大,故“0.22A”是错误的。
【典例训练】
一、表格中记录的电流数据,小于电路中能通过的最小电流
1.某同学利用图甲所示的器材探究电流与电压的关系。已知电源电压恒为6.0V,滑动变阻器规格为“20Ω 1.0A”。
(1)请将甲图中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电路中的电流变小,且导线不允许交叉。
(2)下表是该同学记录的部分实验数据,其中第5次实验中电压表的指针位置如图乙所示,其示数是______V。
实验次数
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.2
1.8
2.0
2.2
电流/A
0.20
0.24
0.36
0.40
5Ω
5Ω
5Ω
5Ω
(3)第1至第4次实验中,有一次实验数据是拼凑的,这次实验是:________。剔除掉拼凑的数据后分析可知,该同学选用的定值电阻阻值是______Ω,在余下的4次实验中,定值电阻消耗的最大功率是_______W。
解析:(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时电路中的电流变小,即电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联,如下所示:
(2)下表是该同学记录的部分实验数据,其中第5次实验中电压表的指针位置如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,其示数是2.2V:
实验次数
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.2
1.8
2.0
电流/A
0.20
0.24
0.36
0.40
(3)由欧姆定律,定值电阻的大小为:,变阻器的最大电阻为20Ω
根据电阻的串联和欧姆定律,电路中的最小电流:
故第1次实验数据是拼凑的,
该同学选用的定值电阻阻值是5Ω,在余下的4次实验中,根据,当电阻的电压最大时,定值电阻消耗的功率最大,其最大功率是:。
答案:(1)如图所示;(2)2.2;(3)第1次;5;0.968
2.在探究“电流与电压的关系”的实验中,小明同学连接的电路如图所示,已知电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“50Ω 0. 5A”。
(1)请将图中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左滑动时电压表示数变大,且导线不允许交叉。
(2)实验前,电压表指针在零刻度线左侧,原因是______。将问题解决后,小明通过调节滑动变阻器的滑片P,测出通过定值电阻R的电流和对应的电压值,并记录在下表中。老师看了表中的实验数据后,却说其中有一次实验的数据是错误的,出错的是第______次。
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.21
0.3
0.39
0.5
(3)小明接着用该装置探究电流与电阻的关系,控制电压表的示数为2.5V保持不变,可供选择的定值电阻为4Ω、5Ω、6Ω、10Ω、30Ω、40Ω。他不能选用的定值电阻是______________。
(4)若小明选用10Ω的定值电阻来探究“