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四、实验与探究题(每小题5分,共15分)
15.小枫同学利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”。已知电源电压恒为6.0 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 1.0 A”。
(1)下表是该同学记录的部分实验数据,表格中有一组实验数据是拼凑的,这组数据是第次实验所对应的数据。剔除掉拼凑的数据后分析可知,该同学选用的定值电阻阻值是Ω。
实验次数 1 2 3 4
电压 U/V 1.0 1.2 1.8 2.0
电流 I/A 0.20 0.24 0.36 0.40
(2)该实验可得到的结论是。
(3)小明想将定值电阻换成小灯泡来完成以上实验,但老师却说这种方案不可行,因为。
15.小枫同学利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”。已知电源电压恒为6.0 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 1.0 A”。
(1)下表是该同学记录的部分实验数据,表格中有一组实验数据是拼凑的,这组数据是第次实验所对应的数据。剔除掉拼凑的数据后分析可知,该同学选用的定值电阻阻值是Ω。
实验次数 1 2 3 4
电压 U/V 1.0 1.2 1.8 2.0
电流 I/A 0.20 0.24 0.36 0.40
(2)该实验可得到的结论是。
(3)小明想将定值电阻换成小灯泡来完成以上实验,但老师却说这种方案不可行,因为。
答案
解：
(1) 根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$计算各组数据对应的电阻：
$R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{1.2\ \mathrm{V}}{0.24\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$，$R_3=\frac{U_3}{I_3}=\frac{1.8\ \mathrm{V}}{0.36\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$，$R_4=\frac{U_4}{I_4}=\frac{2.0\ \mathrm{V}}{0.40\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$，可知定值电阻阻值为5Ω。
若第1次实验数据成立，滑动变阻器两端电压$U_{\mathrm{滑}}=6.0\ \mathrm{V}-1.0\ \mathrm{V}=5.0\ \mathrm{V}$，此时滑动变阻器需要接入的阻值$R_{\mathrm{滑}}=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{I_1}=\frac{5.0\ \mathrm{V}}{0.20\ \mathrm{A}}=25\ \Omega$，大于滑动变阻器的最大阻值20Ω，因此第1次实验数据是拼凑的。
答案依次为：$\boldsymbol{1}$；$\boldsymbol{5}$。
(2) 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3) 小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大，实验中无法控制电阻大小不变，不能探究电流与电压的关系。
(1) 根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$计算各组数据对应的电阻：
$R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{1.2\ \mathrm{V}}{0.24\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$，$R_3=\frac{U_3}{I_3}=\frac{1.8\ \mathrm{V}}{0.36\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$，$R_4=\frac{U_4}{I_4}=\frac{2.0\ \mathrm{V}}{0.40\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$，可知定值电阻阻值为5Ω。
若第1次实验数据成立，滑动变阻器两端电压$U_{\mathrm{滑}}=6.0\ \mathrm{V}-1.0\ \mathrm{V}=5.0\ \mathrm{V}$，此时滑动变阻器需要接入的阻值$R_{\mathrm{滑}}=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{I_1}=\frac{5.0\ \mathrm{V}}{0.20\ \mathrm{A}}=25\ \Omega$，大于滑动变阻器的最大阻值20Ω，因此第1次实验数据是拼凑的。
答案依次为：$\boldsymbol{1}$；$\boldsymbol{5}$。
(2) 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3) 小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大，实验中无法控制电阻大小不变，不能探究电流与电压的关系。
16.现有下列器材:学生电源(6 V),电流表(0~0.6 A、0~3 A),电压表(0~3 V、0~15 V),定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一个),开关,滑动变阻器和导线若干。利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线表示导线将图乙所示的实物连接成完整电路。(要求连线不得交叉)
(2)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:。
(3)上述实验中,小强用5 Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10 Ω的电阻接入电路,闭合开关,向(填“A”或“B”)接线柱一端移动滑片,使电压表示数为V时,读出电流表的示数。
(4)为完成整个实验,应该选取规格的滑动变阻器。
A.50 Ω 1.0 A B.30 Ω 1.0 A C.20 Ω 1.0 A
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线表示导线将图乙所示的实物连接成完整电路。(要求连线不得交叉)
(2)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:。
(3)上述实验中,小强用5 Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10 Ω的电阻接入电路,闭合开关,向(填“A”或“B”)接线柱一端移动滑片,使电压表示数为V时,读出电流表的示数。
(4)为完成整个实验,应该选取规格的滑动变阻器。
A.50 Ω 1.0 A B.30 Ω 1.0 A C.20 Ω 1.0 A
答案
解：
(1) 实物连接：将定值电阻的左接线柱与电流表的0.6A接线柱相连，将定值电阻的右接线柱与滑动变阻器的任意一个上方接线柱相连，连线不交叉，电路串联符合电路图要求。
(2) 电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
(3) A；2
(4) A
(1) 实物连接：将定值电阻的左接线柱与电流表的0.6A接线柱相连，将定值电阻的右接线柱与滑动变阻器的任意一个上方接线柱相连，连线不交叉，电路串联符合电路图要求。
(2) 电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
(3) A；2
(4) A
