16.在“探究電流與電壓的關(guān)系”過程中,實驗室提供的器材有:電源電壓4.5V且不   變,小燈泡標(biāo)有“2.5V  0.3A”,定值電阻R 的阻值 10Ω,滑動變阻器R0上標(biāo)有“50Ω?1A”字樣,學(xué)生用雙量程電流表和電壓表,導(dǎo)線若干:

(1)某實驗小組經(jīng)過相互討論,完成了該實驗方案的三次設(shè)計.
由圖1到圖2,改進(jìn)的理由是小燈泡燈絲電阻受溫度影響較大;
由圖2到圖3,改進(jìn)的理由是可以多次測量求平均值.
(2)根據(jù)圖3實驗過程中,如果出現(xiàn)了電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)接近4.5V,電路發(fā)生的故障可能是電阻斷路.
(3)排除故障后,調(diào)節(jié)滑動變阻器,測出通過電阻R的電流和對應(yīng)的電壓值,如表所示,分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)表格中電流值與電壓值不成正比,檢查兩電表均無故障,你認(rèn)為可能的原因是電流表使用前沒有校零;
U/V0.51.01.52.02.53.0
I/A0.090.140.190.240.290.34
(4)在圖3所示的電路中,閉合開關(guān)S,移動變阻器滑片P到某位置時,發(fā)現(xiàn)兩電表中某一個表的指針達(dá)到滿刻度,如圖4(a)或(b)所示.此時電流表的示數(shù)為0.3A,電壓表的示數(shù)為3V.

分析 (1)“探究電流與電壓”實驗,采用的研究方法是控制變量法.需要控制的物理量是電阻,變化的物理量是電壓;
(2)電流表示數(shù)為0,說明電路中有斷路,電壓表示數(shù)接近4.5V,說明電壓表和電源連接的部分電路無斷路;
(3)根據(jù)歐姆定律進(jìn)行分析解答;
(4)檢查兩電表均無故障,說明測量過程正確;分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn),表格中電流值都減掉0.05A時,電流值與電壓值成正比;

解答 解:(1)研究電流與電壓的關(guān)系,必須保持電阻值一定.小燈泡燈絲電阻受溫度影響較大,如果兩端電壓發(fā)生改變,不僅電流發(fā)生變化,燈絲阻值也會改變,要保持電阻不變,應(yīng)該使用定值電阻,所以電路圖應(yīng)由1改到2;為了防止偶然性的發(fā)生,一般要進(jìn)行多次測量,滑動變阻器能改變電路中的電流和電壓,從而達(dá)到多次測量的目的,所以電路圖應(yīng)由2改到3;
(2)電流表的示數(shù)為零說明電路中有斷路,再根據(jù)電壓表的示數(shù)判斷出電路故障.電壓表示數(shù)為3V等于電源電壓,說明電壓表的兩個接線柱和電源連接的部分沒有斷路,所以故障是電阻斷路了;
(3)分析表格中數(shù)據(jù)可知:電流值都去掉0.04A時,電流值與電壓值成正比,所以可能的原因是電流表使用前沒有校零.
(4)若電流表滿刻度,則電路總電阻為${R}_{總}=\frac{U}{I}=\frac{4.5V}{0.6A}=7.5Ω<10Ω$,故電流表滿刻度不可能,應(yīng)是電壓表滿刻度,由于電源電壓為4.5V,故電壓表示數(shù)為3V;此時電流表的示數(shù)為I$I=\frac{U}{R}=\frac{3V}{10Ω}=0.3A$.
故答案為:(1))小燈泡燈絲電阻受溫度影響較大;可以多次測量求平均值;(2)電阻斷路;(3)電流表使用前沒有校零;(4)0.3A;3V.

點評 探究電流跟電阻關(guān)系的實驗中,為了保持電阻兩端的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律得出定值電阻R與滑動變阻器連入電路的電阻阻值關(guān)系.

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(3)王七同學(xué)實驗時,發(fā)現(xiàn)電流表指針向左邊沒有刻度的那邊偏轉(zhuǎn),如圖2,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是正負(fù)接線柱接反了;
李明同學(xué)實驗時發(fā)現(xiàn)電壓表指針向右邊沒刻度的方向偏轉(zhuǎn),如圖3,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是電流表的量程選小了.
金屬絲代號材料長度/m橫截面積/mm2
A金屬甲10.2
B金屬甲10.1
C金屬乙10.1
D金屬乙0.50.1
(4)圖4、5是某次實驗記錄的電流表和電壓表的示數(shù),它們分別是0.2A、8.5V.

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11.如圖1所示是“探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻關(guān)系”的電路圖.所用實驗器材是:電源(6V)、電流表(0~0.6A)、電壓表(0~3V)、電阻箱(0~999.9Ω)、滑動變阻器(40Ω 2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干.
表一:
序號電壓U/V電流I/A
11.00.20
21.50.30
32.00.40
表二:
序號電阻R/Ω電流I/A
150.40
2100.20
3200.10
(1)探究電流與電壓的關(guān)系時,所測得的幾組電流、電壓值如表一.分析表中數(shù)據(jù)可知:電阻箱接入電路的阻值為5Ω;當(dāng)導(dǎo)體的電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比關(guān)系.
(2)探究電流與電阻的關(guān)系時,應(yīng)調(diào)節(jié)電阻箱,改變接入電路中的阻值,并調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表的示數(shù)保持相同,讀出電流值,所測得幾組數(shù)據(jù)見表二.分析表中數(shù)據(jù)可知:電阻箱兩端的電壓為2V;當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比關(guān)系.
(3)請根據(jù)表一中數(shù)據(jù)在圖2中畫出電阻R的U-I關(guān)系圖象.
(4)在許多實驗中都需要進(jìn)行多次測量,其目的有以下兩種:
A.是為了從不同情況中找到普遍規(guī)律;
B.是為了求平均值以減小誤差.
你認(rèn)為在本實驗中測量多組數(shù)據(jù)的目的是A;“伏安法”測量定值電阻的阻值實驗中多次測量的目的是B(選填“A”或“B”).

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