葉子、小明和小雨在探究“歐姆定律”的實驗時:
①他們提出的問題是:導(dǎo)體中的電流與電壓、電阻有什么關(guān)系?
②根據(jù)經(jīng)驗,他們猜想:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比.
③實驗過程如下:
a.他們按如下電路圖連接電路,請將電路圖填畫完整.
b.用R
1=5Ω的定值電阻做實驗,發(fā)現(xiàn)當電壓表示數(shù)分別為0.8V、1.6V、2.4V時,對應(yīng)電流值分別為0.16A、0.32A和如圖電流表的示數(shù).電流表示數(shù)為
0.48
0.48
A.
c.換用R
2=10Ω的定值電阻,重復(fù)上述實驗.
④通過分析,他們驗證了猜想的正確性,得出歐姆定律.他們經(jīng)歷的探究程序為:提出問題、
猜想
猜想
、實驗檢驗、歸納分析、得出結(jié)論
(ⅱ)在上述探究中發(fā)現(xiàn),對同一個導(dǎo)體,U/I的值
不變
不變
,而這個值就是導(dǎo)體的電阻;不同的導(dǎo)體,U/I的值一般不同.可見,電阻是導(dǎo)體本身的一種特性,它的大小與
電壓
電壓
和
電流
電流
無關(guān).于是,他們用如圖電路驗證“影響電阻大小的因素”,在M、N兩點之間接入粗細相同而長度不同的鎳鉻合金絲.實驗發(fā)現(xiàn):鎳鉻合金絲越長,燈泡越暗,說明電阻越
大
大
.這種顯示電阻大小的方法是
轉(zhuǎn)換
轉(zhuǎn)換
法.
(ⅲ)在上述實驗(1)的電路中,將定值電阻換成螺線管,通電后吸引大頭針,發(fā)現(xiàn)當滑片向左移動時,吸收大頭針的數(shù)目
多
多
,實驗說明:電流越大,通電螺線管磁性越強.
(ⅳ)葉子、小明和小雨在理解歐姆定律基礎(chǔ)上又共同設(shè)計了一種測定水平方向風力大小的裝置.其原理如圖甲所示:絕緣輕彈簧的左端固定在O點,右端與中心有孔、表面豎直的金屬迎風板相連,一起套在左端也固定在O點的粗細均勻、電阻隨長度均勻變化,且水平放置的金屬桿上,迎風板與金屬桿接觸良好;電路中左端導(dǎo)線與金屬桿的左端相連,右端導(dǎo)線連接在迎風板上并可隨板移動,R是定值電阻,a、b、c、d為四個接線柱.
(1)在他們的設(shè)計中,若要求在風力增大時,接入電路的電表示數(shù)也隨之增大,則應(yīng)該(
B
B
)
A.在a、b之間接入電流表,在c、d之間連接導(dǎo)線
B.只在a、b之間接入電流表
C.在c、d之間接電壓表,在a、b之間連接導(dǎo)線
D.只在c、d之間接電壓表
(2)為了較準確的測出水平方向風力的大小,三位同學先對選定的輕彈簧和金屬桿進行了兩項測量.
①小明利用測量的數(shù)據(jù)作出了原長為40cm的輕彈簧的長度L和所受壓力F的關(guān)系圖[見圖乙].由圖可知:該彈簧每縮短10cm,彈簧受到的壓力將增加
2
2
N
②葉子設(shè)計了如圖丙所示的電路,用來測量長度為50cm的金屬桿的電阻.他們備選的部分器材有:
A.電源(能夠提供3V的穩(wěn)定電壓)
B.電流表A(量程0~0.6A)
C.電壓表V(量程0~3V)
D.滑動變阻器R
1(阻值變化范圍為0~5Ω)
E.滑動變阻器R
2(阻值變化范圍為0~10Ω)
選好器材后,葉子和小雨在實驗中正確操作,他們記錄的測量數(shù)據(jù)如下表:
實驗次數(shù) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
A表示數(shù)I/A |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
V表示數(shù)U/V |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
根據(jù)他們測量數(shù)據(jù)可以知道:他們實驗中選用的滑動變阻器是
E
E
(填器材的序號字母);他們測出的金屬桿的電阻是
5
5
Ω
(3)三位同學最后根據(jù)(1)的要求,按圖甲進行組裝時,除用到上述選定的輕彈簧、金屬桿和(2)備選的電源、電表外,還選了阻值R=3Ω的定值電阻.如果無風時,O點到迎風板的距離以及輕彈簧的長度均等于彈簧的原長,則該裝置能夠測量的最大水平風力是
4
4
N.
(4)對葉子、小明和小雨設(shè)計的測定水平方向風力的裝置,從力的角度,請你指出可能對測量準確度產(chǎn)生影響的因素之一:
迎風板與金屬之間的摩擦力
迎風板與金屬之間的摩擦力
.