内容正文:
物理
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模块一 电学、电磁学
大单元3 “伏安法”实验
实验1 探究电流与电压、电阻的关系
(《课标》要求探究类学生必做实验;北部湾 )
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例1 探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,电路如图1甲所示,
电源电压保持不变, 为定值电阻.
图1
(1)请用笔画线代替导线,
将图1乙中的电路按图1甲连
接完整,导线不能交叉.
3
(2)连接或拆装电路时开关必须______,滑动变阻器的滑片要移到阻值
最____处.
断开
大
(3)闭合开关后,发现电压表指针如图1丙所示,
接下来应进行的操作是:断开开关,___(选填字母).
A. 对电压表
B. 将电压表正、负接线柱交换连接
√
4
(4)排除故障后,闭合开关,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流
表的示数.接下来的操作是______________________,改变__________两端
的电压,进行多次测量,观察并记录电压表和电流表的示数.
实验次数 1 2 3 4 5
电压 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流 0.1 0.2 0.3 0.4
移动滑动变阻器的滑片
定值电阻
(5)多次实验测得的数据如上表所示,当电阻 两端电压为 时,电
流表示数如图1丁所示,为____A,分析表格中的数据,可得实验结论:
电阻 一定时,通过电阻的电流与其两端的电压 成____比.
0.5
正
5
(6)为了使实验结论具有普遍性,下面进行的操作更合理的是:___
(选填字母).
A. 再次移动滑动变阻器滑片,多次实验
B. 更换阻值不同的定值电阻,重做上述实验
√
(7)实验中______(选填“能”或“不能”)用小灯泡代替定值电阻,原因是
__________________________________.
不能
小灯泡灯丝电阻随温度的变化而变化
6
(8)根据表格数据可知,实验中所用定值电阻 的阻值为___ ;实验
中所用滑动变阻器的规格可能是___(填字母选项).
A. B. C.
5
B
实验次数 1 2 3 4 5
电压 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流 0.1 0.2 0.3 0.4
(9)小明还想探究电流跟电阻的关系,需要补充的实验器材有_________
___________.
阻值不同的定值电阻
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【滑动变阻器规格的选取】
①最大阻值:根据串联分压原理,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,
滑动变阻器分得的电压最大,设电源电压为 ,根据串联电路电压规律,
当定值电阻两端最小电压为 时,滑动变阻器所分最大电压为
,则滑动变阻器接入电路的最大阻值为 ,因此滑动
变阻器所选规格的最大电阻值应至少为 .
②最大电流:滑动变阻器所选规格的最大电流应至少为实验中测得的最
大电流.
. .
. .
8
例2 小明用如图1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 的电源,电流表,电压表,开关,滑动变阻器,阻
值为 、 、 、 的定值电阻各一个,导线若干.
图1
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于___
(选填“”或“ ”)端.
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,
电压表有示数,则电路的故障可能是定值电阻 ______
(选填“断路”或“短路”).
断路
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(3)排除故障后,小明先用 定值电阻完成实验,此时电压表示数为
一定值,断开开关,再换上 的电阻,后续操作有以下四步:①闭合
开关;②将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置;③记录电流表示数;④
将滑动变阻器的滑片移到适当位置.从安全和规范角度考虑,正确的顺序
是__________.
②①④③
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(4)将实验测得的数据绘制成 图像,如图2
所示,根据图像可知,实验过程中电压表的示数
保持___ 不变.图中阴影面积的物理意义是_____
_____________________.
2
图2
(5)由图像可得结论:导体两端的电压一定时,通过
导体的电流与导体的电阻成______.
反比
定值电阻两端的电压
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(6)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,
需要使滑动变阻器接入电路中的阻值变____(选填“大”或“小”).
大
(7)更换阻值更大的定值电阻后,移动滑片,电压表始终无法达到指定
示数的原因可能是滑动变阻器的最大阻值过____.(选填“大”或“小”)
小
(8)[数据处理]图2中的图像为曲线,不易直观判断与 的定量
关系,为了直观判断出与 的关系,可将坐标图像变换为______图像.
(9)[方案改进]实验中需要不断更换电阻,操作比较麻烦,请你写出
一条改进措施______________________.
用电阻箱代替定值电阻
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图3
(10)其他小组的两个同学先后进行实验,并作出
图像如图3所示,其中___(选填“”或“ ”)图
像实验操作中不符合要求,原因是:______________
______________________________.
没有移动滑动变阻器的滑片,使两端电压不变
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(11)[方案设计与评估]小红用阻值分别为 、 、 、
的定值电阻和电源 、滑动变阻器进行实验,测完三组数
据后,当把 的电阻接入电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,
电压表示数始终大于 .为能够完成本组数据的收集,小红和小明采用了
不同的方法.
①小红在不改变定值电阻两端预设电压的前提下,利用现有器材完成了实
验,她可以采用的办法是:_____________________________(请写出一
种具体做法);
在电路中串联一个 的电阻
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②小明将电压表示数调到,读出此时的电流,然后将 记入数据记录
表格,此方案______(选填“可行”或“不可行”),理由是_______________
_____________________________________.
可行
当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
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