拓展*学习小组的同学合作进行探究“串联电路的电压特点”,设计了图Ⅰ电路,并连接了图Ⅱ电路.(1)图Ⅱ的实验电路...
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拓展*学习小组的同学合作进行探究“串联电路的电压特点”,设计了图Ⅰ电路,并连接了图Ⅱ电路.
(1)图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误,无法完成试验,连接错误的导线是 (填“a”、“b”或“c”).
(2)正确连接后,继续实验,根据测得的实验数据,绘制了如图Ⅲ所示的曲线图.
①图Ⅲ中*、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制的曲线,其中与图Ⅰ电路中电压表V1对应的曲线是 (填“*”或“乙”).
②已知电源电压恒为6V,根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线,得出的实验结论是 .
(3)拓展探究:同学们根据串联电路的电压特点,重新设计如图Ⅳ电路(电源电压未知),利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值,闭合开关S后,接下来的*作是 (只需写出*作过程和测量的科学量,不需写出表达式).
【回答】
【考点】伏安法测电阻的探究实验;探究串、并联电路中的电压规律实验.
【分析】(1)由图I可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,据此进行判断;
(2)①当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,电压表V2的示数最小,据此判断V2对应的图线,然后得出V1对应的图线;
②分析两电阻两端的电压关系然后得出结论;
(3)根据欧姆定律可知,要测未知电阻的阻值,就是想法设法测出电阻两端的电压和通过的电流;由图可知:闭合开关S后,当闭合开关S1,断开S2时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,读出电流表的示数;当开关S1闭合、S2断开(或同时闭合S1、S2)时,电压表测电源的电压,读出电流表的示数,然后根据串联电路的特点和欧姆定律求出Rx的阻值.
【解答】解:(1)由图I可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,
由图Ⅱ可知,电压表V2被短路,连接错误的导线是b,b导线应与滑动变阻器的左下方接线柱相连;
(2)①当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,电压表V2的示数最小,据此可知乙是V2对应的图线,则*是V1对应的图线;
②由图象可知,两电压表的示数之和均为6V即电源的电压,故可得结论:串联电路中总电压等于各分电压之和;
(3)根据欧姆定律可知,要测未知电阻的阻值,就是想法设法测出电阻两端的电压和通过的电流;
由Ⅳ电路图可知,闭合开关S后,再闭合开关S1,断开S2时,Rx和R0串联,电压表测Rx两端的电压,电压表示数为U1;
闭合开关S2、断开开关S1时,Rx和R0串联,电压表测电源的电压,电压表示数为U2(或同时闭合S1、S2,电路为Rx的简单电路,电压表也测电源的电压U2),
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压U0=U2﹣U1,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流I==,即=,
解得:Rx=.
故实验步骤为:闭合开关S、S1,断开S2时,测得电压表的示数U1;闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2)时,测得电压表的示数U2.
故*为:
(1)b;
(2)①*;②串联电路中总电压等于各分电压之和;
(3)闭合开关S、S1,断开S2时,测得电压表的示数U1;闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2)时,测得电压表的示数U2.
知识点:电阻的测量
题型:作图题