小强同学做探究电流跟电压、电阻关系的实验.
(1)请你帮他设计实验电路图.
(2)利用此实验电路,还可以测量导体的电阻.请你说出在测导体电阻的实验中,滑动变阻器的作用:________.
(3)当小强探究电流跟电阻的关系时,多次更换电阻,通过移动滑动变阻器的滑片达到实验条件,观察电流表的示数由0.2A变成如图电流表的示数.此过程中先后两次滑动变阻器两端的电压________.
(4)小强将探究电流跟电阻关系的实验数据填入表中,请你分析表中数据,得到的结论是________.
| R/Ω | 10 | 15 | 20 | 30 | 50 | 60 |
| U/V | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| I/A | 0.6 | 0.4 | 0.3 | 0.2 | 0.12 | 0.1 |
试题答案
解:(1)为了测出定值电阻两端的电压值和通过它的电流,就需要与定值电阻串联电流表、并联电压表,电路中串联一个滑动变阻器利用它来控制定值电阻两端的电压.利用开关来控制电路的通断.故设计电路图如下.
(2)伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器的作用:①保护电路元件;②通过调节滑动变阻器可改变电路中的电流,从而达到多次测量取平均值减小实验误差的作用.
(3)当小强探究电流跟电阻的关系时,多次更换电阻,要保持滑动变阻器两端的电压不变.
(4)根据表格中数据可知,电压不变时,电阻跟电流的乘积保持不变,
所以可得结论是:保持电压不变,电流和电阻成反比.
(5)由 P=可知,灯泡的电阻为:RL===968Ω.
电路最大电流:I最大==≈0.006A.
电路中最大电流小于电流表的最小分度值,无法准确从电流表上读出测量数据,所以小红的想法不行.
故答案为:(1)电路图如图所示;
(2)①保护电路元件;②通过调节滑动变阻器可改变电路中的电流,从而达到多次测量取平均值减小实验误差的作用;
(3)不变;(4)当导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比;
(5)白炽灯泡的电阻远大于滑动变阻器的电阻(或滑动变阻器的电阻远小于白炽灯泡的电阻).
试题解析
(1)要研究电流与电压的关系,首先要有能够测出导体中的电流值和导体两端的电压值的测量工具.然后要有一个设备来改变定值电阻两端的电压和电路中的电流;要有提供电压与控制电路通断的装置.利用这个思路来设计电路.
(2)伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器和被测电阻串联在电路中,滑片处于最大阻值处,起到保护作用;移动变阻器的滑片,改变了连入电路的电阻,不断改变电阻两端的电压,完成多次测量取平均值减小实验误差的作用.
(3)探究“电流跟电压、电阻的关系”实验中要用控制变量法;研究电流跟电阻关系时,控制电压不变.
(4)根据表格中数据可知,电压不变时,电阻跟电流的乘积保持不变,据此得出结论.
(5)计算灯泡电阻,由电源电压和灯泡电阻计算电路电流,电流很小,在电流表上无法显示电流值,无法测量.
点评:本题考查了电路图的设计、滑动变阻器的作用、控制变量法的具体应用等,都是基础题,也是最重要的知识点.
