在“探究通过导体的电流与电压的关系”的实验中,选用电压6V的电源,小明设计了实验电路图(a),小亮觉得小明设计的电路图不够完善,于是他对图(a)进行了改进,增加了一只滑动变阻器R2连接到如图(b)所示的实物图中,
(1)问:小亮增加一只滑动变阻器能起什么作用?
答:________.
(2)实验中,小亮在闭合开关S后,发现电流表示数为零,电压表示数为6V,造成此现象的原因可能是________(选填下列四个选项之一)
A.R1短路B.R1断路 C.R2短路D.R2断路
(3)经重新调整后,通过改变电阻R两端的电压,电流表、电压表的示数如表中所示,对表格中的数据进行分析,你认为错误的数据是________,排除错误的数据后,可归纳得出的结论是________.
(4)排除错误的数据,小亮实验所选用的定值电阻R1的阻值估计为________Ω
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 2.0 | 2.2 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | 3.0 |
电流I/A | 0.20 | 0.22 | 0.24 | 0.26 | 1.40 | 0.30 |
解:
(1)小明设计的电路,只能测量一组电流、电压,仅一组无法分析规律.增加滑动变阻器,可以改变电阻两端电压,根据电压变化得到不同的电流,从而分析电流与电压的对应关系.
(2)A 如果R1短路,电流表有示数,电压表无示数.此选项不符合题意;
B 如果R1断路,电流表示数为零,电压表测量电源电压有示数.此选项符合题意;
C 如果R2短路,电流表、电压表都有示数.此选项不符合题意;
D 如果R2断路,此选项符合题意.
(3)电压表示数是依次增加的,读数正确;前四次电流表示数依次增加,第五次示数明显变大,第六次又减小,所以问题出在第5次.原因是读错了量程--应该是0.28A;由实验数据知,电流与电压变化规律相同,也就是在电阻一定时,电流与电压成正比.
(4)定值电阻R1的阻值为
R1===10Ω
故答案为
(1)改变电阻两端的电压
(2)B
(3)1.40,在电阻一定时,流过电阻的电流大小与它两端的电压成正比
(4)10
(1)探究电流与电压的关系,应该在电阻一定时,改变两端电压,根据电压的变化总结电流的变化规律;
(2)闭合开关,电流表示数为零,说明电路断路或电流表处短路,具体故障应将各选项依次代入题干分析,采用“排除法”确定正确选项;
(3)读取电流表、电压表示数时,一定明确量程,然后读出对应的电流、电压数值,避免两个量程混淆;根据电压变化分析电流规律,应保持电阻一定,分别比较总结结论;
(4)计算定值电阻阻值,用公式R=.
点评:此题中,每组电压与电流的比值都是相同的,所以计算一组电阻就可;如果每组电压、电流比值不同,对应电阻值也不同,最终结果需取平均值.
高考物理16大解题技巧:比如“所有平抛运动和类平抛运动的问题只要抓住两种量三角形就可以很好的解决”;“所有的圆周运动的关键在于寻找向心力的来源”;“所有万有引力问题的解决方法主要是两大思路”;“恒定电路中的所有基本知识都可以归结为一个U-I图像”;“所有力学实验的基础是纸带问题”;“纸带问题的关键点只有两点:求加速度和求某一点的速度”;“电学实验的关键在于两大问题:电路选择(分压式和限流式)、器材选择”等等。