探究“电流与电阻关系”的实验中,提供的器材有:电源(电压9V恒定)、电流表、电压表、滑动变阻器R、电阻箱R0、...
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探究“电流与电阻关系”的实验中,提供的器材有:电源(电压9V恒定)、电流表、电压表、滑动变阻器R、电阻箱R0、开关及导线若干.
(1)小明连接的图*电路中存在连线错误,只需改动一根导线,即可使连线正确.请在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法.
(2)正确连接电路后闭合开关,在移动变阻器滑片P时,两电表示数突然都变为零,则电路故障可能为 .
.R短路 B.滑片P接触不良 C.R0短路 D.R0断路
(3)排除故障后实验时,改变R0的阻值,测出对应的电流I.当R0的阻值变大时,为完成探究,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动.
(4)将R0阻值换为50Ω,电流表示数如图乙.请在*图坐标中补描该点,并作出(I﹣)关系图象.
(5)连线时发现有一个错误数据点,反思产生原因,小明回忆是某次将R0的阻值由 Ω变换为错误数据点对应阻值时,未调节滑片P就读取电流而造成的.
【回答】
【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验.
【分析】(1)要掌握电压表、电流表和滑动变阻器的接法,注意电压表要并联在电路中;
(2)常见电路故障有断路与短路,分析清楚电路结构,根据电流表和电压表的示数判断电路中出现断路或短路;
(3)要探究电流与电阻的关系,需要改变接入电路的电阻箱R0的阻值,同时保持其两端电压一定;电阻箱R0的阻值变化,两端电压相应变化,要保持电阻箱R0两端电压不变,就要调节滑动变阻器的滑片,调整接入电路的阻值大小;
(4)知道R0阻值算出,如图乙读出电流表的示数,在图*I﹣坐标中补描该点,然后用平滑的曲线把各点连接起来,作出I﹣图象;
(5)根据图象找出错误数据点和与其相邻的数据点,分别算出它们对应的电阻值,结合欧姆定律判断即可
【解答】解:(1)由图知,电压表串联在了电路中,且电阻箱R0未正常接入电路,应将电压表与电阻箱R0并联,电路如图:
(2)由图可知,电阻箱R0与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,电压表测电阻箱R0两端的电压;
A、如果滑动变阻器R短路,整个电路仍然是通路,电流表、电压表示数都不为零,故A不符合题意;
B、如果滑片P接触不良,整个电路断路,电流表、电压表示数都为零,故B符合题意;
C、如果电阻箱R0短路,电压表示数为零,电流表示数不为零,故C不符合题意;
D、如果电阻箱R0断路,电流表示数为零;电压表测量电源电压,示数不为零,故D不符合题意.
故选:B.
(3)当R0的阻值变大时,电阻箱R0分压变大,电压表示数变大,为保持电阻箱R0两端电压不变,应移动滑片,增大滑动变阻器接入电路的阻值,增大滑动变阻器的分压,从而减小电阻箱R0两端电压,保持电压不变,所以滑片P应向右端移动.
(4)由图乙可知,电流表的示数I=0.12A.电阻箱的阻值R0=50Ω,则==0.02Ω﹣1,在坐标系中补描对应的坐标点(0.02,0.12),然后用平滑的曲线把各点连接起来,作出I﹣图象:
(5)由图象可知,错误的坐标点是(0.04,0.20),则=0.04Ω﹣1,解得:R0=25Ω,此时电路中的电流I=0.20A,电阻箱R0两端的电压U0=IR0=0.20A×25Ω=5V,则滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣U0=9V﹣5V=4V,此时滑动变阻器接入电路中的阻值R滑===20Ω,由图象可知,变换错误数据点之前,电压表示数位U=IR=0.12A×50Ω=6V,此时滑动变阻器两端电压U滑′=U﹣UV=9V﹣6V=3V,
根据串联分压特点可知=,则=,解得R0=40Ω,故小明是将R0的阻值由40Ω变换为错误数据点对应阻值时,未调节滑片P就读取电流而造成的.
故*为:(1)见上图;(2)B;(3)右;(4)见上图;(5)40.
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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