问题描述:
欧姆坚持不懈的探索精神,激发了同学们的学习热情,忠民和勇胜为探究小明提出的问题,设计如图所示电路,并准备了充足的实验器材.(1)连接电路时,开关要___;闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都发现电流表无示数,电压表有示数.其原因可能是电阻R___(选填“断路”或“短路”)
(2)忠民按设计好的电路进行实验,收集数据如表一(R为定值电阻):
请根据表中数据,写出实验结论___.
(3)勇胜在连接电路时,误将电压表与滑动变阻器并联,在实验中收集数据如表二(电源电压已知且不变):问题:①按勇胜的实验也能得出正确结论,请写出得出正确结论的办法.
___.
②实验中操作失误,往往是新收获的契机.请写出本实验操作过程中,滑动变阻器的电功率,随着它连入电路中电阻值的变化是如何变化的?___.
表一
次 数 | 1 | 2 | 3 |
电流I/A | 0.2 | 0.4 | 0.6 |
电压U/V | 1.0 | 2.0 | 3.0 |
次 数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电流I/A | 0.16 | 0.24 | 0.32 | 0.40 | 0.48 |
电压U/V | 2.2 | 1.8 | 1.4 | 1.0 | 0.6 |
②小明用R3替换R2接入电路进行实验,发现无论怎样移动滑动变阻器,R3两端的电压始终无法达到1.5V.经查,电路连接无误,各元件均完好.请找出一种可能的原因___.
③在不改变电路的前提下,针对②中的问题,怎样改进该实验,请写出你的办法___.
最佳答案:
(1)为保护电路,连接电路时,开关要断开;
闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表无示数,说明电路存在断路,
电压表有示数,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,与电压表并联的电阻R断路.
(2)已知电阻阻值一定,从左到右,电压成倍增大,电流也成倍增大,并且电流增大的倍数与电压增大的倍数相同.所以实验结论为:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比.
(3)①用电源电压减去滑动变阻器两端电压,得出定值电阻两端电压.记录每次的电流与定值电阻两端的电压,比较两者的变化规律,得出结论.
②在第一组滑动变阻器的功率为P1=U1I1=2.2V×0.16A=0.352W;
在第三组滑动变阻器的功率为P3=U3I3=1.4V×0.32A=0.448W;
在第五组滑动变阻器的功率为P5=U5I5=0.6V×0.48A=0.288W.
所以实验结论是:滑动变阻器连入电路中的电阻值减小时,其电功率先增大后减小.
(4)①用R2替换R1接入电路,接下来他应该进行的操作是:移动滑动变阻器滑片使R2两端的电压为1.5V.
②用R3替换R2接入电路进行实验,发现无论怎样移动滑动变阻器,R3两端的电压始终无法达到1.5V,可能是滑动变阻器最大阻值太小,滑动变阻器分压太小,使电阻R3两端的电压过大造成的;或是由于控制的定值电阻两端的电压太小造成的.
③不改变电路,只能适当提高电阻两端的电压
故答案为:(1)断开;断路;(2)在电阻一定时,电流与电压成正比;(3)①用电源电压减去滑动变阻器两端电压,得出定值电阻两端电压.记录每次的电流与定值电阻两端的电压,比较两者的变化规律,得出结论;②滑动变阻器连入电路中的电阻值减小时,其电功率先增大后减小;(4)①移动滑动变阻器滑片使R2两端的电压为1.5V;②滑动变阻器最大阻值过小(或控制的定值电阻两端的电压过小);③适当提高定值电阻两端的电压.
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