探究电流与电压、电阻的关系.
提出问题:通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系?
猜想:①导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比.
②导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的平方成正比.
③导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
实验器材:电源(电压恒为4.5 V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),两只滑动变阻器(20Ω 2 A、50Ω 1 A),导线若干.
实验过程:
(1)根据图1所示实物图在图2的虚线框内画出电路图.
(2)小明按图1正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表指针超过量程.小明操作中的错误是 .
(3)小明改正错误后继续实验,通过改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表一.分析数据可得出猜想 是正确的.
表一
电压U/V | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.8 |
电流I/A | 0.12 | 0.16 | 0.20 | 0.24 | 0.28 |
表二
电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 |
|
电流 | I/A | 0.30 | 0.15 | 0.10 |
(4)小红在探究猜想③时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的示数为1.5 V,并记下电流值;再分别改接10Ω、15Ω的电阻,重复上述实验,得到了表二中的实验数据.分析数据得出,猜想③是正确的.实验中,小红多次移动变阻器滑片的目的是 .
(5)小华在探究猜想③时,重新设计了电路,保持电压表的示数为3 V,得到了与表二相同的数据,也完成了实验探究.小华与小红的实验相比不同之处是: .
小明同学想比较金属材料甲和金属材料乙哪个更容易导电.现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝,规格如表所示:
金属丝代号 | 材料 | 长度m | 横截面积mm2 |
A | 金属甲 | 1 | 0.1 |
B | 金属甲 | 0.5 | 0.1 |
C | 金属乙 | 1 | 0.1 |
D | 金属乙 | 1 | 0.2 |
请你帮助小明同学完成下面的实验方案.
〔1〕请在画出实验电路图(用“”表示金属丝).
〔2〕根据实验电路,实验器材除金属丝、干电池、开关、导线外,还必须选用什么器材?
答: .
(3)为达到实验目的,写出实验应选取的金属丝(只需填字母代号〕.
答:
(4)通过实验,写出你是如何判断哪种金属材料更容易导电?
答: .
在测量小灯泡电阻的实验中,因缺少电压表,扬扬利用两个电流表和一个已知阻值为5Ω的电阻R0,同样测出了小灯泡的电阻,原理如图甲所示.扬扬读出电流表 的示数为0.5A,而电流表 的示数如图乙所示(选填“A2”或“A2”),则小灯泡L两端的电压为 V,小灯泡L的电阻为 Ω.
如图甲是正在使用的电流表表盘,此时电流表所选量程对应的分度值是 ,读数是 ;图乙是正在使用的电压表表盘,如果选择的是0~3Ⅴ的量程,读数为 Ⅴ,若选0~15Ⅴ的量程,分度值为 V.
在图(a)所示电路中,电源电压为6伏且不变,电阻R1=10欧,滑动变阻器R2上标有“20欧,2安”字样,现闭合电键.
(1)求通过电阻R1的电流;
(2)若电流表的示数如图(b)所示,求通电10秒钟电流通过R1和R2所做的总功.
(3)移动滑动变阻器的滑片P,在不改变电表量程、电路安全工作的情况下,求R2的阻值范围.
汽车已进入百姓家庭,汽车发动机性能的好坏倍受人们关注.在汽车发动机的设计过程中,既要考虑能量的有效利用,又要考虑发动机的冷却问题.[汽油热值为4.6×107 J/kg,汽油密度为0.7×103 kg/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg•℃)]
(1)为了防止发动机过热,汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度.6kg水在冷却系统中温度升高50℃,所吸收的热量是多少?
(2)15L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧40min,可以释放出多少能量(假设汽油完全燃烧)?若发动机输出的功率为6×104 W,则此汽车发动机的效率是多少?(汽车发动机效率的计算结果精确到0.1%)