在探究“电流与电阻的关系”实验中,小硕选用如下器材:电压恒为5V的电源阻值为5Ω、100Ω、200Ω的定值电阻...
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在探究“电流与电阻的关系”实验中,小硕选用如下器材:电压恒为5V的电源阻值为5Ω、100Ω、200Ω的定值电阻,规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器,电流表电压表,开关和若干导线
(1)如图*所示为小硕连接的实验电路,闭合开关前发现电路中有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确.
(_________)
(2)改正错误后,用开关试触,发现电压表指针迅速摆到表盘最右端,电流表指针几乎未动.小硕分析可能是定值电阻发生了_____故障.
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示,其示数为_____V.断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不动,将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关,应将滑片向_____(填“左”或“右”)移动,使电压表示数与第一次实验示数相同此时电流表示数应为_____.
(4)在探究过程中,小硕发现,为了保持定值电阻两端电压不变,只要滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为_____即可.
(5)多次实验后,根据数据可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_____.
(6)小硕利用如图*所示电路测量额定电流为0.2A小灯泡的额定功率,已知定值电阻R0的阻值为10Ω,电源电压未知且大于小灯泡的额定电压.
①开关S1接b,S2接d,电流表示数为0.6A,则电源电压为_____V.
②开关S1接a,S2接c,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为_____A,此时小灯泡正常发光.
③开关S1接b,S2接c,使滑动变阻器的滑片_____(填“移到上端”、“保持不动”或“移到下端”),电流表示数为0.3A.
④小灯泡额定功率P额=_____W.
【回答】
断路 2 右 0.2A 3:2 反比 6 0.2 保持不动 0.8
【详解】
(1)原电路中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,如下所示:
(2)用开关试触,电压表指针迅速摆到表盘最右端,电流表指针几乎未动,可能是定值电阻发生了断路;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,其示数为2V;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数不变;
由欧姆定律,电流表示数应为:
I==0.2A;
(4)实验中保持定值电阻两端电压不变,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为:
U滑=5V﹣2V=3V,
由分压原理,滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为
U滑:U定=3V:2V=3:2;
(5)根据数据可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(6)①开关S1接b,S2接d,电流表示数为0.6A,为定值电阻的简单电路,由欧姆定律,则电源电压为:
U=I1R0=0.6A×10Ω=6V;
②开关S1接a,S2接c,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为0.2A,此时小灯泡正常发光.
③开关S1接b,S2接c,使滑动变阻器的滑片保持不动,电流表示数为0.3A.
④在③中,变阻器与定值电阻串联,由欧姆定律,定值电阻的电压;
U0=I′R0=0.3A×10Ω=3V,
变阻器的电压为
6V﹣3V=3V,
由分压原理,变阻器连入的电阻为:R滑=10Ω;
在②中,由欧姆定律,变阻器的电压:
U滑=IR滑=0.2A×10Ω=2V,
根据串联电路电压的规律,灯的额定电压为:
U额=6V﹣2V=4V,
小灯泡额定功率:
P额=U额I额=4V×0.2A=0.8W.
知识点:电流与电压和电阻的关系
题型:实验,探究题
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