小郝在科学杂志上看到:树木在低温时细胞受伤,会造成枝条电阻发生变化.用电阻测量法可以鉴别树木的耐寒能力.哪么,枝条的电阻与冷冻温度有什么关系呢?
他猜想:可能冷冻温度越高,枝条的电阻越大.为了验证猜想,小郝设计的探究方案如下:
①取某待测树种当年生长的粗细、长短相同的一些枝条分别放入不同的冷冻箱内,在不同的温度下冷冻.
②24h后取出,等恢复至室温时,按如下所设计的电路图进行测量这些枝条上相同距离的两点间电阻.
③根据不同的冷冻温度,记录对应电流、电压值,算出对应的电阻,填写在实验记录表中.(下表)
冷冻温度/℃ | -40 | -30 | -20 | -10 | 0 |
枝条电阻/Ω | 20.1 | 25.2 | 35.0 | 40.1 |
(2)在测量冷冻温度为-20℃的枝条电阻时,电压表读数为7.8V,电流表示数如图c所示,请算出电阻填入表格中.
(3)在图d中画出枝条电阻和冷冻温度关系的图象.
(4)由图象可知,该树种枝条电阻大小与冷冻温度的关系为________.
解:(1)滑动变阻器连接时要一上一下,并且滑片要滑到阻值最大处,电压表并联在枝条两端,电流表串联在电路中,注意正负接线柱如图所示:
(2)电流表选择的是0~0.6A量程,分度值是0.02A,指针指在0.2A后第3个小格上,因此电流表的示数为0.26A,根据欧姆定律,此时枝条的电阻R===30Ω.
冷冻温度/℃ | -40 | -30 | -20 | -10 | 0 |
枝条电阻/Ω | 20.1 | 25.2 | 30 | 35.0 | 40.1 |
(4)由图象可知:电阻和冷冻温度呈线性关系,且随冷冻温度的增加,电阻也逐渐增大.
故答案为 (2)30;(4)冷冻温度越高,枝条电阻越大 (冷冻温度越低,枝条电阻越小;枝条电阻与冷冻温度成线性关系).
(1)电源、开关、电流表以及滑动变阻器要串联在电路中,电压表要并联在枝条两端.
(2)已知枝条两端的电压和电流表的示数,根据欧姆定律可求此时枝条的电阻.
(3)根据所给数据,在关系图象上描点连线,画出关系图象.
(4)根据画出的图象,可得出该树种枝条电阻大小与冷冻温度的关系.
点评:本题考查连接实物图、计算电阻的大小、画关系图象等,关键是滑动变阻器的使用和电流表的读数,难点是连接实物图和画关系图象.
物理解题技巧分享:欧姆定律:同一导体同状态,电压电阻定电流,电阻导体本属性,材料长短粗细温。