内容正文:
利用所学知识解决以下问题。
任务1:小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I图象,如图乙所示。分析图象可知,当导体的电阻为 10 Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为 2∶1 ;实验过程中,小明控制导体两端的电压为 2 V。
甲 乙
任务2:在如图所示的电路中,R1=15 Ω,R2=10 Ω,闭合开关后电流表的示数为0.3 A,则电源电压为 3 V,通过R1的电流是 0.2 A。
任务3:在如图所示的电路中,电阻R1和R2串联接在A、B两端,电压表并联接在R1两端。已知R1=10 Ω,R2=20 Ω,电压表的示数为2.5 V,则通过R1的电流I1= 0.25 A,A、B两端的电压U= 7.5 V。
任务4:一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成,通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图所示。由图可得定值电阻R的阻值为 10 Ω;当把这个工具接在电压为2 V的电路两端时,L、R并联的总电阻是 2.5 Ω。
在如图所示的电路中,电源电压为6 V保持不变,灯L2的电阻是10 Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.3 A,不考虑温度对灯丝电阻的影响。
任务1:求灯L1的阻值。
解:由电路图可知,两只灯泡并联,电流表A测干路电流,电流表A1测L1所在支路的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以灯L1的阻值R1===20 Ω。
任务2:求电流表A的示数。
解:通过灯L2的电流I2===0.6 A,
因并联电路中干路电流等于各支路电路之和,
则电流表A的示数
I=I1+I2=0.3 A+0.6 A=0.9 A。
电流与电压和电阻关系的探究
如图甲所示,电阻一定时,在“探究电流与电压关系”的实验中,宁宁同学用电流表和电压表测量出某段导体中电流及其两端的电压,数据见表所示。
甲
U/V
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
I/A
0.1
1
0.3
0.39
0.5
任务1:这些数据中有一组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉。这组数据是 4.0 V 1 A 。
任务2:通过探究可得出:对同一导体,通过它的电流与它两端的电压成 正 比。
任务3:由上述表格中数据可知该导体的电阻R= 20 Ω。
任务4:另一组同学也利用图甲探究“电流与电阻的关系”,电源电压恒为12 V,多次改变电阻的阻值,移动滑动变阻器的滑片,根据所得数据画出电流随电阻变化的关系图象如图乙所示。你认为该小组实验时所研究电阻两端的电压U0= 6 V 。要完成本次实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 10 Ω。
任务5:进一步研究发现由图线上的任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等,由此可以得出的实验结论是 当电压一定时,电流与电阻成反比 。
任务6:实验结束后,小组间交流时,发现邻组在“探究电流与电阻的关系”实验中,根据所得数据画出的图象如图丙所示,你认为图象不同的原因是 这两个小组所控制的电阻两端电压不相同 。
乙 丙
1. 用如图所示的实验电路图探究电流跟电阻的关系,下列说法错误的是( B )
A. 连接电路时,开关应该是断开的
B. 连接滑动变阻器时,滑片要滑到阻值最小的位置
C. 连接电表时,必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
D. 每次更换电阻后,要调节滑动变阻器,使电压表的示数相同
2. 在探究电流跟电压、电阻的关系时,得出下列表格中的一些数据,根据这些数据,可以得出的结论是( A )
导体的电阻R/Ω
导体两端的电压U/V
通过导体的电流I/A
5
1
0.2
5
2
0.4
5
3
0.6
A. 导体的电阻一定时,通过导体的电流和加在导体两端的电压成正比
B. 导体的电阻一定时,通过导体的电流和加在导体两端的电压成反比
C. 导体的电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
D. 导体的电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成反比
3. 如图所示为测定电阻两端电压和通过电阻的电流的关系电路图,如果某同学在操作中对两只电表的量程选择是正确的,但不慎将两电表的位置对调了,则闭合开关S后( D )
A. 电流表、电压表均损坏
B. 电流表损坏,电压表示数为零
C. 电流表有示数,电压表示数为零
D. 电流表示数为零,电压表有示数
4. 小明在研究通过导体的电流时,根据测量数据绘制出如图所示的IU图象。对此做出的判断中,错误的是( C )
A. 通过R1的电流与它两端所加电压成正比
B. 通过R2的电流与它两端所加电压不成正比
C. 将它们串联接入到同一电路