内容正文:
小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时,做了如下猜想。
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关。
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关。
猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料见表所示:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.25
1.0
B
镍铬合金
0.50
1.0
C
镍铬合金
0.25
2.0
D
锰铜合金
0.25
1.0
任务1:在如图所示电路中,闭合开关后,在M、N之间分别接上不同导体,通过观察相关现象来比较导体电阻大小,小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点:
小明认为:电流表是多余的,观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小。
小红认为:灯泡是多余的,根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小。
小亮认为:灯泡和电流表同时使用更好,因为灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表。
你赞同 小亮 (选填“小明”“小红”或“小亮”)的观点。
任务2:(1)为了验证猜想二,可依次把M、N跟电阻丝 A、C 的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小。
(2)依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接,闭合开关,电流表的示数不同,分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟 长度 的关系,其结论是 当材料和横截面积相同时,导体的电阻跟长度有关 。
(3)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,不能够完成猜想 三 (选填“一”“二”或“三”)的实验验证。
任务3:以上方法在探究物理问题时经常用到,被称为控制变量法。下列3个实验中没有用到此方法的是 B 。
A. 探究影响压力作用效果的因素实验
B. 探究平面镜成像的特点实验
C. 探究影响摩擦力大小的因素实验
如图甲所示是小明在探究“电流与电阻的关系”时设计的电路图,电源电压恒为6 V,电压表、电流表无损坏,有阻值为5 Ω、10 Ω、20 Ω、30 Ω定值电阻4个,且实验时控制电压为3 V。
任务1:请根据如图甲所示的电路图用笔画线表示导线将图乙中的实物连接成完整电路。
答案:如图所示。
任务2:(1)正确连接电路,闭合开关后,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是 定值电阻短路 。
(2)排除故障后进行实验,每次记录数据时都要保证定值电阻R两端的 电压 相等,当每次更换电阻后,在移动滑动变阻器滑片的过程中,眼睛应注意观察 电压表 (选填“电流表”“电压表”或“滑动变阻器”)。
(3)小明将实验数据记录在表格中,其中一个数据有明显的错误,这个数据在第 4 次实验中,产生这个读数错误的原因可能是 读错量程(读成大量程了) 。
实验次数
1
2
3
4
电阻/Ω
5
10
20
30
电流/A
0.6
0.3
0.15
0.5
任务3:剔除错误数据后可以得出实验结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 反比 。
当一段导体两端的电压为6 V时,通过它的电流为0.5 A。
任务1:这段导体的电阻是多少?
解:根据欧姆定律可得,导体的电阻
R===12 Ω。
任务2:如果将它两端的电压升高到9 V,用电流表的“0~0.6 A”和“0~3 A”中哪个量程来测量通过它的电流比较合适?为什么?(计算并说明理由)
答案:因为导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关,所以当将它两端的电压升高到9 V时,导体的电阻不变,此时通过导体的电流
I′===0.75 A>0.6 A,
所以电流表选“0~3 A”的量程测量。
1. 如图所示,用滑动变阻器控制灯泡的亮暗,要求滑动变阻器的滑片P向左移动,灯泡亮度增大,则滑动变阻器接入电路的方式是( B )
A. A接M点,B接N点
B. C接M点,B接N点
C. C接M点,D接N点
D. D接M点,A接N点
解析:要求滑动变阻器的滑片P向左移动,灯泡亮度增大,则电路中电流变大,电路中电阻变小,所以需将滑动变阻器的C接线柱接入电路,滑动变阻器需按“一上一下”的方法接入电路,所以可将A、B任一接线柱接入电路。
2. 在收音机等电器中,有一种叫做电位器的元件。电位器的外形及内部构造如图所示,A、B、C三个焊接点相当于滑动变阻器的三个接线柱,下列说法不正确的是( A )
A. 只把A和C接入电路时,旋动滑片时,可以改变通过电位器的电流
B. 只把A和B接入电路时,旋动滑片时,可以改变通过电位器的电流
C. 将A、B接入电路同一点,C接入电路的另一点时,旋动滑片时,可以改变通过电位器的电流
D. 将B、C两点接入电路,当滑片逆时针旋动时,通过电位器接入电路的电阻变大
3. 在如图所示的电路中,电源电压为6 V,R1=3