小慧用如图*所示的电路探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”.(1)请用笔画线代替导线,将*图中的电路连接...
问题详情:
小慧用如图*所示的电路探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”.
(1)请用笔画线代替导线,将*图中的电路连接完整.
(2)如表是她通过实验得到的几组数据,其中第5组有明显错误,原因是 .
数据序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 |
电流I/A | 0.08 | 0.16 | 0.24 | 0.32 | 2.00 | 0.48 |
(3)实验中,她所选择的变阻器是 .(选填字母)
A.10Ω 0.5A B.20Ω 1A C.50Ω 1A D.50Ω 0.5A
(4)实验过程中,发现电流表的示数几乎为零,电压表的示数接近3V.导线及连接处完好,则电路发生故障的原因是 .
(5)老师接下来让同学们用如图乙所示的电路测量未知电阻Rx的阻值.器材有一个电源(电压未知且恒定不变),一个量程合适的电流表,一个最大阻值为R0的滑动变阻器.请你写出简要的*作步骤及需要测量的物理量 .并用测量的物理量写出Rx的数学表达式:Rx= .
【回答】
【分析】(1)在根据电路图连接电路过程中,要特别注意电流表的位置、接法、量程选择和电流方向;滑动变阻器采用“一上一下”的接法与定值电阻串联.
(2)对电流表读数时,要先确定其量程与分度值,然后再读数.
(3)根据表中数据可知实验中的最小电流,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器的阻值即可确定滑动变阻器的规格.
(4)电流表无示数,说明电路某处断路;电压表示数等于电源电压,说明电压表与电源连通,据此判断电路故障所在.
(5)根据滑动变阻器接入电路的阻值为0和最大时读出电流表的示数,然后根据欧姆定律和串联电路电压规律即可求出被测电阻的阻值.
【解答】解:(1)将开关的右接线柱与电流表“0.6”接线柱相连,如下图所示:
(2)由表中实验数据可知,数据2A错误,这是由于读数时没有注意观察电流表量程造成的,电流表大量程是小量程的5倍,指针指在相同位置时,大量程是小量程的5倍,实验时使用的是小量程,电流表示数应该是0.4A,但读数时按大量程读数,造成了错误.
(3)实验中的最小电流I=0.08A,此时滑动变阻器连入阻值最大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:
U滑=U﹣UR=3V﹣1V=2V,
由I=可得,滑动变阻器接入电路中的电阻:R滑===25Ω,故AB错误;
由于D选项中的滑动变阻器允许通过的最大电流较小,因此选择50Ω 1A的滑动变阻器,故选C;
(4)电流表无示数,说明电路某处断路;电压表示数等于电源电压,说明电压表与电源连通,因此电路故障为定值电阻断路;
(5)把滑动变阻器的滑片P移到a端,读出电流表的示数为I1;再把滑动变阻器的滑片移到b端,读出电流表的示数为I2;
因为电源电压不变,因此I1Rx=I2(Rx+R0),则Rx==.
故*为:(2)电流表量程弄错了;(3)C;(4)定值电阻断路;(5)把滑动变阻器的滑片P移到a端,读出电流表的示数为I1;再把滑动变阻器的滑片移到b端,读出电流表的示数为I2;Rx=.
【点评】本题考查了连接实物电路图、故障分析、电表读数、欧姆定律的应用以及实验步骤设计等问题,难度较大,但需认真、细心分析.
知识点:电流与电压和电阻的关系
题型:实验,探究题