10.小林用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材探究“電流與電阻的關(guān)系”.電源電壓恒為3V,滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω,2A”字樣,阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個(gè).

(1)請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,把圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整.
(2)小彬?qū)?Ω定值電阻接入電路后,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電流表的示數(shù)如圖乙所示,此時(shí)電路中的電流為0.36A.
(3)將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻,閉合開(kāi)關(guān),為了保持電壓表的示數(shù)不變,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向A(選填“A”或“B”)移動(dòng),記錄此時(shí)各表的示數(shù).
(4)將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻,重復(fù)步驟(3).
(5)實(shí)驗(yàn)記錄的多組數(shù)據(jù)如表所示,分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:當(dāng)電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體中的電流與電阻成反比;.
 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 定值電阻(Ω) 電流表示數(shù)(A)
 1 5
 2 10 0.18
 3 20 0.09
(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小彬問(wèn)老師在此實(shí)驗(yàn)中能否換用50Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?老師指導(dǎo)小彬分析了不能更換的原因.你認(rèn)為其原因是滑動(dòng)變阻器最大阻值太小,無(wú)法保持電壓表示數(shù)為1.8V.

分析 (1)電壓表與電阻并聯(lián),根據(jù)電源電壓確定電壓表量程;滑動(dòng)變阻器要接一上一下;
(2)根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流值;
(3)研究電流與電阻的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持電壓表的示數(shù)不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理,判斷滑片的移動(dòng)方向;
(5)分析表中數(shù)據(jù)得出電流與電阻的關(guān)系;
(6)由歐姆定律求出電壓表的示數(shù),根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出變阻器分得的電壓,由分壓原理求出變阻器連入電路中的阻值大小,結(jié)合題中條件回答.

解答 解:(1)電壓表與電阻并聯(lián),由于電源電壓為3V,所以應(yīng)選擇0~3V的量程;滑動(dòng)變阻器已接了下面一個(gè)接線柱,可再接上面任意一個(gè)接線柱,如圖所示:

(2)由乙圖知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.36A;
(3)將5Ω電阻換成10Ω后,根據(jù) 分壓原理,電壓表的示數(shù)會(huì)變大,因要控制電壓表示數(shù)不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得更多的電壓,由分壓原理,所以應(yīng)該增大滑動(dòng)變阻器的阻值,即應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向A移動(dòng),使電壓表仍為原來(lái)的示數(shù)不變;
(4)分析表中數(shù)據(jù)知,當(dāng)電阻變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍,通過(guò)的電流變?yōu)樵瓉?lái)的幾分之一,所以,
電流和電阻的關(guān)系為:當(dāng)電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體中的電流與電阻成反比;
(5)由表中數(shù)據(jù),根據(jù)歐姆定律,電壓表示數(shù)U=IR=0.36A×5Ω=1.8V,
當(dāng)定值電阻為50Ω時(shí),要保持電壓表示數(shù)不變,
此時(shí)滑動(dòng)變阻器分去的電壓為U=3V-1.8V=1.2V,
根據(jù)分壓原理,$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{表}}=\frac{{R}_{滑}}{{R}_{定}}$,變阻器連入電路中的阻值R=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{表}}$R=$\frac{1.2V}{1.8V}$×50Ω=33.3Ω,
即變阻器的最大阻值至少為33.3Ω,
而題中變阻器的規(guī)格為“20Ω,2A”,所以滑動(dòng)變阻器最大阻值太小,
無(wú)法保持定值電阻兩端電壓始終為1.8V.
故答案為:(1)如圖所示;
(2)0.36;A;
(3)A;
(5)當(dāng)電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體中的電流與電阻成反比;
(6)滑動(dòng)變阻器最大阻值太小,無(wú)法保持電壓表示數(shù)為1.8V.

點(diǎn)評(píng) 此題是探究電流和電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn),考查了控制變量法的應(yīng)用,同時(shí)考查了電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的接法,電流表的讀數(shù)、電阻的計(jì)算及器材的選擇和靈活運(yùn)用串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律解決問(wèn)題的能力,綜合性較強(qiáng).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(3)由圖丙可知水在沸騰過(guò)程中溫度變化的規(guī)律吸收熱量、溫度不變;
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