某小组同学按图所示的电路图连接电路,做“探究串联电路的特点”实验.在实验过程中,他们用电流表测出通过A、B、C...
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某小组同学按图所示的电路图连接电路,做“探究串联电路的特点”实验.在实验过程中,他们用电流表测出通过A、B、C三处的电流(I总、I1和I2),用电压表测出各个电阻两端的电压和电源两端的总电压(U1、U2和U总),并通过用不同阻值的电阻和改变电源电压的高低,进行多次实验,正确记录测得的实验数据如表所示.
实验序号 | 电流I1 (安) | 电流I2 (安) | 电流I总 (安) | 电压U1 (伏 | 电压U2 (伏 | 电压U总 (伏 | 电阻R1 (欧) | 电阻R2 (欧) | 电阻R总 (伏) |
1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 2 | 4 | 6 | 5 | 10 | |
2 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 3 | 3 | 6 | 10 | 10 | |
3 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 4 | 2 | 6 | 20 | 10 | |
4 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 3 | 3 | 6 | 20 | 20 | |
5 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 2 | 4 | 6 | 20 | 40 | |
6 | 0.06 | 0.06 | 0.06 | 1.2 | 4.8 | 6 | 20 | 80 |
(1)分析比较表格中每次实验的第2、3和4列数据及相关条件,得出的初步结论是:串联电路中,各处的电流都 .
(2)分析比较表格中每次实验的第5、6和7列数据及相关条件,得出的初步结论是:串联电路两端的总电压等于 .
(3)依据电阻公式R=,且利用表中 两列数据,可以计算出每次实验时电路的总电阻,请将计算结果填入表中最后一列中.
(4)分析比较表格中每次实验的最后三列数据及相关条件,得出的初步结论是:串联电路的总电阻等于 .
(5)该小组同学进一步分析表中数据,又得出以下结论:
①分析比较实验序号(1、2、3)或(4、5、6)中电压与电阻数据,得出有关电压变化规律时:串联电路中,若电源电压一定,某一电阻阻值不变,另一电阻变大时, .
②分析比较实验序号1、2、3、4、5和6中两个电阻两端电压的比值和两个电阻的大小的比值,得出的定量结论是:串联电路中 ..
【回答】
【考点】探究串并联电路中的电流特点实验.
【分析】(1)从电路图中可以看出,两个电阻串联,通过比较表中电流的数据,可得出串联电路中电流的特点;
(2)分析表中第5、6和7列实验数据,根据实验数据得出串联电路电压规律;
(3)依据电阻公式R=,且利用表中4、10两列数据,可以计算出每次实验时电路的总电阻;
(4)分析比较表格中每次实验的最后三列数据,根据实验数据得出串联电路电阻规律;
(5)①根据实验序号(1、2、3)的数据,运用控制变量法,分析各串联电阻两端的电压变化量的关系及相关条件,得出结论;
②分析比较实验序号1、2、3、4、5和6中两个电阻两端电压的比值和两个电阻的大小的比值,初步得出合理的结论
【解答】解:(1)根据表格中每次实验的第2、3和4列数据可知,I1、I2和I总始终相等,因此可得到的初步结论是:串联电路中,电流处处相等;
(2)由表中第5、6和7列实验数据可知,U总=U1+U2,由此可知,在串联电路中两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和;
(3)依据电阻公式R=,且利用表中4、10两列数据,可以计算出每次实验时电路的总电阻,如下表:
实验序号 | 电流I1 (安) | 电流I2 (安) | 电流I总 (安) | 电压U1 (伏 | 电压U2 (伏 | 电压U总 (伏 | 电阻R1 (欧) | 电阻R2 (欧) | 电阻R总 (伏) |
1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 2 | 4 | 6 | 5 | 10 | 15 |
2 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 3 | 3 | 6 | 10 | 10 | 20 |
3 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 4 | 2 | 6 | 20 | 10 | 30 |
4 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 3 | 3 | 6 | 20 | 20 | 40 |
5 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 2 | 4 | 6 | 20 | 40 | 60 |
6 | 0.06 | 0.06 | 0.06 | 1.2 | 4.8 | 6 | 20 | 80 | 100 |
(4)分析比较表格中每次实验的最后三列数据可知,R总=R1+R2,由此可知,串联电路的总电阻等于各串联电阻的阻值之和;
(5)①观察实验序号(1、2、3)的数据,可以发现R1两端电压U1减少多少,R2两端电压U2就会增加多少,故可以得出结论:串联电路中,若电源电压一定,某一电阻阻值不变,另一电阻变大时,各串联电阻两端的电压变化量相等;
②分析比较实验序号1、2、3、4、5和6中两个电阻两端电压的比值和两个电阻的大小的比值,可知: =,得出结论:在串联电路中,各导体两端的电压之比等于各导体的电阻之比.
故*为:(1)相等;(2)各串联电阻两端的电压之和;(3)4、10;如上表;(4)各串联电阻的阻值之和;
(5)①各串联电阻两端的电压变化量相等;②各导体两端的电压之比等于各导体的电阻之比.
知识点:串、并联电路中电流的规律
题型:实验,探究题
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