小红与小刚实验小组在探究“电流与电阻关系”实验时,选择的实验器材有:电源(电压恒定为3V)、电流表、电压表、开...
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小红与小刚实验小组在探究“电流与电阻关系”实验时,选择的实验器材有:电源(电压恒定为3V)、电流表、电压表、开关、电阻箱、滑动变阻器(规格为“20Ω,2A”)和导线若干
(1)图*是他们设计的实验电路图,小刚根据电路图连接了如图乙的实验电路,小红检查时发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,用笔划线代替导线正确连接_______(注意:导线不能交叉)。
(2)改正错误后,他们将滑动变阻器阻值调到最大,电阻箱阻值调到5Ω,闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,造成这一现象的原因可能是______(写出一条即可);
(3)排除故障后进行实验,得到第一次实验数据如下表,接着他们将电阻箱阻值调到10Ω,闭合开关,调节滑片,直到电压表的示数为______V,此时电流表的示数如图*所示,读数为______A;
(4)第三次实验,电阻箱接入电阻如图丁所示,读数______;
(5)分析表中数据得出结论是:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成______;
(6)为了验*以上规律的可靠*,可以测量更多组数据,但电阻箱接入电路的阻值不得超过______。
【回答】
(1). (2). 电阻箱断路(电流表短路) (3). 2 (4). 0.2 (5). 20 (6). 反比 (7). 40
【解析】(1)滑动变阻器左接线柱与电压表正接线柱之间的连线有误,应改接到电压表负接柱,如下图所示:
(2) 电流表无示数,电路可能发生断路或短路,电压表有示数,可能电阻箱断路或电流表短路。
(3)由第一次实验数据可得电阻箱两端的电压为
U=IR=0.4A5Ω=2V
因研究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻的电压不变,将电阻箱阻值调到10Ω,应调节滑片,直到电压表的示数为2V。
图*所示电流表使用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
(4)如图丁所示,电阻箱的读数为
01000+0100+210+01=20Ω
(5)由第1、2数据可得
0.4A×5Ω=0.2A10Ω=2V
即电流与电阻的乘积为定值,由此可得出的结论是:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(6)电阻箱两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U−UV=3V−2V=1V
电压表示数为变阻器分得电压的2倍,根据分压原理,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的最大电阻箱电阻
R箱大=2×20Ω=40Ω
即电阻箱接入电路的阻值不得超过40Ω。
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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