(2012?曲阜市模擬)同學(xué)們在做教材上的電學(xué)實(shí)驗(yàn)時,發(fā)現(xiàn)2B、HB鉛筆芯的軟硬不同,其實(shí)驗(yàn)效果亦不同.他們猜想鉛筆芯的電阻可能與其軟硬程度有關(guān).于是同學(xué)們做實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)其猜想是否正確.
(1)林清同學(xué)的設(shè)計(jì)思路如圖所示,請指出她設(shè)計(jì)中的錯誤和不足.
(2)偉鵬同學(xué)說:“不如直接用伏安法側(cè)量它們的電阻進(jìn)行比較”.請你寫出他的實(shí)驗(yàn)方案.要求:
①畫出電路圖;(鉛筆芯用“”表示)
②寫出實(shí)驗(yàn)步驟;
③進(jìn)行分析論證.
(3)偉鵬同學(xué)連接好電路,閉合開關(guān),電流表指針幾乎不動,電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn).然后移動滑動變阻器的滑片,最終,他發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片,兩表指針均幾乎不動.請你指出電路的故障:
鉛筆芯與導(dǎo)線接觸不良
鉛筆芯與導(dǎo)線接觸不良

(4)在這個實(shí)驗(yàn)中要移動滑動變阻器的滑片,請你說出這一操作的主要目的是什么?
分析:(1)影響電阻的因素有:導(dǎo)體長度、橫截面積、材料、溫度,實(shí)驗(yàn)探究時應(yīng)采用控制變量法,在研究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體硬度的關(guān)系時,需選擇材料、橫截面積、長度都相同,硬度不同材料的鉛筆進(jìn)行實(shí)驗(yàn);
(2)①伏安法測電阻是指:用并聯(lián)在鉛筆芯兩端的電壓表測電壓,用與鉛筆芯串聯(lián)的電流表測電流,保護(hù)電路和改變鉛筆芯兩端電壓的滑動變阻器串聯(lián)在電路中,然后與電源、開關(guān)組成電路;
②按電路圖連接實(shí)物圖,分別測量2B、HB鉛筆芯的電阻;
③進(jìn)行比較,如果電阻相等與鉛筆芯的硬度無關(guān),如果不相等與鉛筆芯的硬度有關(guān);
(3)電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)說明電壓表兩接線柱與電源正負(fù)極之間是通路,怎樣移動滑動變阻器電流表指針幾乎不動說明電路斷路,即電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚?BR>(4)滑動變阻器的作用:一是可以保護(hù)電路,二是改變鉛筆芯兩端的電壓達(dá)到多次測量減小誤差的目的.
解答:解:(1)探究電阻大小跟材料的關(guān)系時,要保證鉛筆芯的長度和橫截面積相等,
因此該實(shí)驗(yàn)的錯誤之處是:沒有控制變量,應(yīng)保證兩支鉛筆芯的長短粗細(xì)相同不足;
不足:先后兩次觀察比較燈的亮度不如同時觀察比較燈的亮度更直觀、更明顯(或若阻值相近,燈的亮度變化不明顯,或通過視覺判斷燈的亮度不可靠);
(2)①電流表與鉛筆芯串聯(lián),電壓表并聯(lián)在鉛筆芯兩端,滑動變阻器串聯(lián)在電路中,開關(guān)串聯(lián)在電路中,然后與電源、開關(guān)組成電路,如下圖所示:

②實(shí)驗(yàn)步驟:A、按照電路圖連接實(shí)物圖電路,取長度和橫截面積相同的2B和HB鉛筆芯分別接入A、B間;
B、閉合開關(guān)S,分別讀出電壓表和電流表的示數(shù)為U和I;
C、根據(jù)R=
U
I
,計(jì)算2B和HB鉛筆芯的電阻值,并進(jìn)行比較;
③進(jìn)行分析論證:若2B和HB鉛筆芯的電阻值相等,則鉛筆芯的電阻與其軟硬程度無關(guān);
若2B和HB鉛筆芯的電阻值不相等,則鉛筆芯的電阻與其軟硬程度有關(guān);
(3)閉合開關(guān),電流表指針幾乎不動,電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),無論怎樣移動滑片兩表指針均幾乎不動說明電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦芳淬U筆芯與導(dǎo)線接觸不良等;
(4)在這個實(shí)驗(yàn)中要移動滑動變阻器的滑片的主要目的是:改變鉛筆芯電阻兩端的電壓達(dá)到測量減小誤差的目的.
故答案為:
(1)錯誤之處是:沒有控制變量,應(yīng)保證兩支鉛筆芯的長短粗細(xì)相同不足;
不足:先后兩次觀察比較燈的亮度不如同時觀察比較燈的亮度更直觀、更明顯(或若阻值相近,燈的亮度變化不明顯,或通過視覺判斷燈的亮度不可靠);
(2)①如上圖所示;
②實(shí)驗(yàn)步驟:A、按照電路圖連接實(shí)物圖電路,取長度和橫截面積相同的2B和HB鉛筆芯分別接入A、B間;
B、閉合開關(guān)S,分別讀出電壓表和電流表的示數(shù)為U和I;
C、根據(jù)R=
U
I
,計(jì)算2B和HB鉛筆芯的電阻值,并進(jìn)行比較;
③進(jìn)行分析論證:若2B和HB鉛筆芯的電阻值相等,則鉛筆芯的電阻與其軟硬程度無關(guān);
若2B和HB鉛筆芯的電阻值不相等,則鉛筆芯的電阻與其軟硬程度有關(guān);
(3)鉛筆芯與導(dǎo)線接觸不良等(合理即可);
(4)改變鉛筆芯電阻兩端的電壓達(dá)到測量減小誤差的目的.
點(diǎn)評:本題考查了實(shí)驗(yàn)電路圖、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)的評估的設(shè)計(jì)以及電路故障的判斷和本實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器的作用,知道影響電阻大小的因素并會根據(jù)控制變量法評估實(shí)驗(yàn)是解決本題的關(guān)鍵.
練習(xí)冊系列答案
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(2012?曲阜市模擬)如圖是小芳同學(xué)用伏安法測小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中尚未連接完整的實(shí)物電路,要求:
(1)已知小燈泡的額定電壓為3.8V,電阻約為10Ω,請用筆代替導(dǎo)線把圖中的實(shí)物電路連接完整.
(2)在實(shí)驗(yàn)中,小芳同學(xué)遇到下表所列的兩個問題,請你幫她把解決方法填寫在表中對應(yīng)的空格里.
實(shí) 際 問 題 解 決 方 法
①閉合開關(guān)后,電流表指針向左偏轉(zhuǎn),電壓表指針向右偏轉(zhuǎn),奇怪!
電流表正負(fù)接線柱接反了
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②閉合開關(guān)后,電壓表示數(shù)只有2伏,老師要求我測小燈泡的額定功率,該怎么辦呢?
移動滑動變阻器滑片,增大燈泡兩端電壓,直到達(dá)到燈泡額定電壓3.8V為止.
移動滑動變阻器滑片,增大燈泡兩端電壓,直到達(dá)到燈泡額定電壓3.8V為止.
(3)下表為某小組的實(shí)驗(yàn)記錄分析表:
實(shí)驗(yàn)序號 電壓表示數(shù)/V 電流表示數(shù)/A 功率/W 額定功率/W
1 3.0 0.36 1.08 P=
1.08+1.52+1.89
3
=1.50
2 3.8 0.4 1.52
3 4.5 0.42 1.89
老師認(rèn)為該小組數(shù)據(jù)處理過程有誤,你認(rèn)為正確測量結(jié)果P=
1.52
1.52
W.

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0.5
0.5
千瓦時.
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消耗電能
消耗電能

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小雨感覺道路兩旁的樹木在疾速后退,說明運(yùn)動是相對的
小雨感覺道路兩旁的樹木在疾速后退,說明運(yùn)動是相對的
  
當(dāng)她推開車窗玻璃時,長長的秀發(fā)被“吸”到了窗外,說明氣體流速越大的地方壓強(qiáng)越小,流速越小的地方壓強(qiáng)越大
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同步練習(xí)冊答案