小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图*所示的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒...
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小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图*所示的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3 V的电源,电流表、电压表各一只、一个开关,阻值分别为10 Ω,20 Ω,50 Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20 Ω,1 A”字样,导线若干.
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整_____________.
(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于_____状态.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最___端.
(3)小华先把10 Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2 V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10 Ω的电阻,改换成阻值为20 Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图*所示,其示数是______V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向______端移动,使电压表示数为________V.
(4)当小华改用50 Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为其原因可能是______.
A.滑动变阻器的阻值太小
B.滑动变阻器的阻值太大
C.电压表量程选小了
D.滑动变阻器烧坏了
(5)小华解决了上述问题后,完成实验.利用收集到的多组数据,作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图象.分析图象得出了电流与电阻的关系是_____.
【回答】
断开 右 2.4 右 2 A 电压一定时,电流与电阻成反比
【详解】
(1)由图*所示电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联,电流表串联在电路中,根据电路图连接实物电路图,如图所示:
(2)在连接电路时开关应处于断开状态,这是为了防止电路中有短路的地方而导致损坏用电器;通常在使用前应将电阻值调至最大阻值处的右端;(3)由图可知,电压表所选量程为0~3V,根据指针位置可知,其示数是2.4V,拆下阻值为10Ω的电阻改换成阻值为20Ω的电阻;闭合开关,电压表的示数会变大,应增大滑动变阻器的阻值,则应将变阻器滑片向右移动,使电压表的示数不变为2V;(4)因电压不变,根据串联电路电压的规律,接入电阻越大,要求变阻器连入电路中的电阻也越大,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,说明滑动变阻器的最大阻值太小了,故选A;(5)分析图丁图象,曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都近似等于2.0V,说明电压一直保持在2.0V,此时导体中的电流与电阻成反比,故可得出电流与电阻的关系是电压一定时,电流与电阻成反比.
【点睛】
分析图*所示电路结构,明确各电路元件的连接方式,然后连接实物电路图;连接电路时,开关需处于断开状态;闭合开关前将滑动变阻器的滑片达到最大阻值处,是为了让电路中有较大的电阻,防止电路中电流过大而烧坏用电器;根据串分压的知识,定值电阻的阻值变大,两端电压变大,要保持其两端电压不变,应减小变阻器的阻值;分析图*中图象,曲线上每一点对应的电流和电阻的乘积相等,说明电压一定时,导体中的电流与电阻成反比.
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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