Question

【題目】實驗小組在探究電流與電阻的關(guān)系中，使用的器材有：電源、電流表、電壓表、滑動變阻器各一個，開關(guān)一個，五個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），導(dǎo)線若干，設(shè)計了如圖甲所示的電路圖。

（1）閉合開關(guān)前，電流表指針如圖乙所示，對電流表的操作應(yīng)該是______。

（2）小組在探究時，先將5Ω的電阻連入電路中，閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)達(dá)到某一數(shù)值，電流表的示數(shù)如圖丙所示，該示數(shù)為______A，接著斷開開關(guān)，將5Ω電阻更換成10Ω電阻，閉合開關(guān)后，接下來應(yīng)做的操作是______，直至電壓表示數(shù)為______V，記下此時電流表的示數(shù)。

（3）實驗小組收集的數(shù)據(jù)如下表，分析表中數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)第______次實驗的數(shù)據(jù)存在錯誤，反思產(chǎn)生的原因，回憶是某次將定值電阻的阻值由______Ω變換為錯誤數(shù)據(jù)點對應(yīng)阻值時（實驗過程并未按表中序號順序進(jìn)行），未調(diào)節(jié)滑片P就讀取電流而造成的.根據(jù)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)，求出電源的電壓是______V。

實驗序號	1	2	3	4	5
電阻R/Ω	5	10	15	20	25
電流I/A		0.20	0.10	0.10	0.08

Answer 1

【答案】調(diào)零 0.4 調(diào)節(jié)滑動變阻器 2 3 25 4

【解析】

(1)[1]閉合開關(guān)前，電流表指針如圖乙所示，即指針沒有正對零刻度，對電流表的操作應(yīng)該是：將電流表指針調(diào)零；

(2)[2]實驗中，先接入5Ω的電阻，觀察到電流表示數(shù)如圖丙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，則電流表示數(shù)為0.4A；電壓表的示數(shù)

U1=I1R1=0.4A×5Ω=2V；

[3][4]將5Ω電阻更換成10Ω電阻，電阻增大，由串聯(lián)分壓可知電壓表的示數(shù)變大，探究電流與電阻的實驗中應(yīng)控制電壓不變，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向左端移動，使電壓表的示數(shù)為2V，并記下此時電流表的示數(shù)；

(3)[5]由表中數(shù)據(jù)可知，第3次數(shù)據(jù)中電阻是15Ω，通過電路的電流是0.10A，電阻兩端的電壓

U3=I3R3=0.10A×15Ω=1.5V，

第2次數(shù)據(jù)中電阻是10Ω，通過電路的電流是0.20A，電阻兩端的電壓

U2=I2R2=0.20A×10Ω=2V，

由(2)可知，第1次數(shù)據(jù)中電壓表的示數(shù)是2V，所以第3次實驗的數(shù)據(jù)存在錯誤；

[6][7]未調(diào)節(jié)滑片P時，變阻器連入電路的電阻

R滑=①

變換錯誤數(shù)據(jù)點之前，電壓表示數(shù)應(yīng)為2V，由串聯(lián)電路電流的規(guī)律可知

②

由①②得到

，③

如果第3次實驗前，電阻是10Ω，帶入③中得到

U=1V，

R兩端的電壓是2V，電源電壓是1V，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知，電源電壓是1V不符合串聯(lián)電壓的規(guī)律；

如果第3次實驗前，電阻是20Ω，帶入③中等式不成立，不符合題意；

如果第3次實驗前，電阻是25Ω，帶入③中得到

U=4V，

R兩端的電壓是2V，電源電壓是4V，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知，電源電壓是4V符合。