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电学实验专题(三)探究电流与电阻的关系
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【命题点】
用如图所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系”实验器材有:电压恒为3 电表电压表,开关,滑动变阻器,阻值为5Ω、10Ω、20Ω和40Ω的定值电 阻各一个,导线若干.
1、请根据图所示电路图,将图乙所示的实物电路连接完整(要求导线不能交叉、闭合开 关后滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表示数变大)
2、若电路接好,将滑动变阻器滑片移到阻值最大处,闭合开关后,发现电流表和电压表均 无示数,其原因可能是
A.定值电阻短路 B.定值电阻断路 C.滑动变阻器断路
3、实验操作分析:(1)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为一定值,读出电流表的示数. 断开开关,更换定值电阻,再次闭合开关,接下来要进行的操作是:调节滑动变阻器的滑片, ,并记下对应的电流表的示数;实验中,移动滑动变阻器的滑片时,眼睛应注视 表的示数
(2)上述实验操作中,应用到的物理研究方法是_ ;多次改变定值电阻,其目的是
4、实验数据分析与计算:(1)实验测得的数据如下表所示,由图是根据实验数据绘制的I-R图像,根据表格 和图像可知,实验过程中电压表的示数保持 V不变.
(2)由图像及表中数据可得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成
5、交流与反思:(1)更换阻值更大的定值电阻后,为达到实验目的,与前次实验相比,滑动变阻器接入电路中的阻值变 (选填“大”或“小”). (2)更换阻值更大的定值电阻后,移动滑动变阻器的滑片,电压表始终无法达到指定示数的原因:滑动变阻器的最大阻值过
6、实验改进:(1)为了使实验操作更方便,可以用 代替定值电阻(2)图中的1-R图像为曲线,不易直观判断I与R的定量关系,为了直观判断出I-R的关系,可将坐标图像变换为 图像
【典例】
例、小飞在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时,淮备了以下器材:两节新的干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(5 Ω,10 Ω,15 Ω,20 Ω)、开关、导线若干.
(1)在按电路图连接实物时,开关必须处于____状态;滑动变阻器的滑片要移到____(填“最右端”或“最左端”).
(2)图1是小飞连接好的实验电路,闭合开关后,他发现移动滑片的过程中,电流表的示数____,电压表的示数____.(填“变大”“变小”或“不变”)
(3)小冲在一旁观察后指出小飞没有按照电路图正确连接实物,请你在实物图上对连接错误的一根导线打“×”,并用笔补画一根线代替导线将电路连接正确.
(4)问题解决后,他们接入10 Ω的电阻进行实验,并得出下表中的数据,对数据进行分析后得出实验结论:__ .
电压U/V
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.15
0.2
0.25
(5)接下来他们分别接入其他电阻对电流与电阻的关系进行探究,并作出了如图2所示图象,请你通过图象中所给信息计算出实验过程中滑动变阻器两端的电压U=____V.
【精练】
1、小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”,电源电压恒为3 V,滑动变阻器上标有“20 Ω 2 A”字样,阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω、50 Ω的定值电阻各一个.
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整.
(2)小彬将5 Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表有示数,而电压表无示数,则电路中的故障可能是____;排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为____A.
(3)将5 Ω定值电阻换成10 Ω定值电阻,闭合开关,为了保持____表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向____(填“A”或“B”)端移动,记录此时电流表的示数.
(4)将10 Ω定值电阻换成20 Ω定值电阻,重复步骤(3).
(5)实验记录的多组数据如下表所示.分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与电阻成____比.
实验次数
定值电阻(Ω)
电流表示数(A)
1
5
2
10
0.18
3
20
0.09
(6)实验结束后,小彬问老师在此实验中能否换用50 Ω的定值电阻进行实验?老师指导小彬分析了不能更换的原因.