11.圖甲是某同學(xué)探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)電路.已知學(xué)生電源電壓為4.5V,滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Ω 1A”,可供選擇的定值電阻的阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω.

(1)該同學(xué)根據(jù)圖甲連接的實(shí)物電路如圖乙所示,其中一根導(dǎo)線連接是錯(cuò)誤的,請?jiān)趫D乙中將這根線打上“×”,并補(bǔ)畫出正確的連線.
(2)電路連接正確后,先用5Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),閉合開關(guān)后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示;再將5Ω的定值電阻換成10Ω定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),移動(dòng)滑片直至電壓表示數(shù)為2V,并記錄電流表的示數(shù).
(3)該同學(xué)還想多測幾組數(shù)據(jù),但他不能選用大于15Ω的定值電阻.

分析 (1)實(shí)驗(yàn)過程中,應(yīng)注意將電壓表與電阻并聯(lián),變阻器串聯(lián)在電路中;
(2)確定電流表的量程和分度值,讀出電流表的示數(shù);
探究電流與電阻的關(guān)系,需保持電阻兩端的電壓不變,根據(jù)U=IR可計(jì)算出電阻兩端的電壓值;
(3)定值電阻的阻值越大,所需變阻器的阻值越大,可根據(jù)變阻器的最大阻值計(jì)算出可接入的最大阻值.

解答 解:
(1)由圖知,變阻器與電阻并聯(lián),且電壓表串聯(lián)在電路中了,應(yīng)將電壓表與電阻并聯(lián),可將電阻右側(cè)的導(dǎo)線接在電壓表的負(fù)接線柱上,如圖所示:

(2)由圖丙知,電流表的量程為0~0.6A,示數(shù)為0.4A;
電阻兩端的電壓為U=IR=0.4A×5Ω=2V,將5Ω的定值電阻換成10Ω定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),應(yīng)保持電阻兩端的電壓為2V不變,所以應(yīng)移動(dòng)滑片直至電壓表示數(shù)為2V;
(3)由以上分析知,實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)保持定值電阻兩端的電壓為2V不變,變阻器的最大阻值為20Ω,電路中的電流應(yīng)為I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}=\frac{4.5V-2V}{20Ω}=0.125A$;則允許接的最大電阻值為:R=$\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.125A}=16Ω$,則不能選用大于15Ω的電阻.
故答案為:
(1)見上圖;(2)2;(3)15Ω.

點(diǎn)評 探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,要注意保持電阻兩端的電壓不變,本題考查了電路的連接、電流表的讀數(shù)及定值電阻的選擇,(3)是該題的難點(diǎn),關(guān)鍵要注意電阻的阻值越大,所需變阻器的阻值越大.

練習(xí)冊系列答案
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A.

B.

C.

D.

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(2)在某次實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表的示數(shù)如圖3,分別是0.4A和2.4 V;
(3)算出被測電阻本次的測量值為6Ω.
(4)若本次實(shí)驗(yàn)到此結(jié)束,你認(rèn)為有什么問題?實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少只有一次,誤差較大.

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16.在探究“電流與電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中:

(1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)當(dāng)斷開,滑動(dòng)變阻器調(diào)到A(選填“A”或“B”)端.
(2)小新將實(shí)物連接成如圖甲所示電路,其中有一處連線錯(cuò)誤,請你在連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”并改正).
(3)將電路連接正確后,閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P,使定值電阻R兩端電壓為2V,電流表示數(shù)如圖乙所示,為0.4A,則R的阻值為5Ω.
(4)換上10Ω的電阻后,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)將變大(選填“變大”或“變小”),此時(shí)應(yīng)將滑片P向A(選填“A”或“B”)端移動(dòng),使電阻兩端電壓為2V.

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(1)請把圖甲中接錯(cuò)的那根導(dǎo)線找出來打上“×”,再用筆畫線代替導(dǎo)線把它改正.
(2)改接好電路后所測得的幾組電流、電壓值如表1所示.在第2次實(shí)驗(yàn)中,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則通過電阻的電流為0.3A.根據(jù)表1數(shù)據(jù)可得結(jié)論:在電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與其兩端的電壓成正比.
表1
實(shí)驗(yàn)次數(shù)123
電壓U/V1.01.52.0
電流I/A0.20.4
表2
實(shí)驗(yàn)次數(shù)123
電阻R/Ω51015
電流I/A0.60.30.24
(3)探究電流與電阻的關(guān)系時(shí),所測得的幾組電流、電壓值如表2所示,
①由于操作不當(dāng),導(dǎo)致一組數(shù)據(jù)存在錯(cuò)誤,請判斷第3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)存在錯(cuò)誤.產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因是滑動(dòng)變阻器滑片沒有調(diào)節(jié)就讀數(shù)了,正確的數(shù)據(jù)應(yīng)該是0.2A.
②糾正錯(cuò)誤以后,該小組用30Ω的電阻替換15Ω的電阻進(jìn)行了第4次實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,電壓表的示數(shù)始終無法達(dá)到3V.請你找出一種可能的原因滑動(dòng)變阻器的最大阻值較。

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A. B. C. D.

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