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小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”。电源电压恒为3 V,滑动变阻...

小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系。电源电压恒为3 V,滑动变阻器上标有“20 Ω 2 A”字样,阻值分别为5 Ω10 Ω20 Ω50 Ω的定值电阻各一个。

(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整______

(2)小彬把5 Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表有示数而电压表无示数,则电路中的故障可能是______ (写出一种可能性);排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为______A

(3)5 Ω定值电阻换成10 Ω定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,同时眼睛盯住______使其示数与接入5 Ω电阻时一致,记录此时另一电表的示数;

(4)之后将10 Ω定值电阻换成20 Ω定值电阻,重复步骤(3)

(5)实验记录的多组数据如下表所示,分析数据可得出结论:______

实验次数

定值电阻

电流表示数/A

1

5

 

2

10

0.18

3

20

0.09

 

(拓展)完成上述实验后,小彬想用原电路测量一段电阻丝Rx的阻值(10 Ω)。他用电阻丝Rx替换了原来的定值电阻,闭合开关后发现电压表已损坏,于是将其拆除,在不改变其他电路元件的连接方式的情况下小彬也完成了实验。请在框中画出实验电路图,写出计算Rx的表达式(已知滑动变阻器的最大阻值为R0)

实验步骤:

Ⅰ.断开开关,按照电路图连接实物图______

Ⅱ.将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,记录此时电流表的示数为I1,将滑片移至阻值最小处,记录此时的电流表示数为I2;则待测电阻的表达式为:Rx______

 

定值电阻短路(或电压表断路) 0.36 电压表 当电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比 Rx= 【解析】 (1)电压表与电阻并联,由于电源电压为3 V,所以应选择0~3 V的量程;滑动变阻器已接了下面一个接线柱,可再接上面任意一个接线柱,如答图所示;(2)闭合开关,发现电流表有示数,说明此电路不是断路,电压表无示数,说明与电压表并联部分发生短路或电压表断路,即可能是定值电阻R短路,也可能电压表被断路;由乙图知,电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.36 A;(3)将5 Ω电阻换成10 Ω后,由串联分压原理可知,电阻分得的电压变大,即电压表的示数会变大,应该增大滑动变阻器两端的电压来减小定值电阻两端的电压,所以应该增大滑动变阻器的阻值,即应将滑动变阻器的滑片P向A移动,眼睛盯住电压表,使电压表仍为原来的示数不变;(5)根据表中数据可知,电流和电阻的关系为:当电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。【拓展】将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,此时变阻器的最大阻值R0和待测电阻Rx串联,读出电流表示数为I1,则电源电压U=I1(R0+Rx)①;将滑片移至阻值最小处,电路中只有待测电阻Rx,读出电流表示数I2,则电源电压U=I2Rx②,联立①②化简可得Rx=。  
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考点分析:
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小明利用如图所示实物图探究“电流与电压、电阻的关系”。

(1)请将图中的实物电路连接完整______

(2)连接好电路后,小明移动滑动变阻器的滑片,发现两电表示数不变化,且电流表示数较小,则电路出现的故障是______

(3)在探究电流与电压的关系实验中,所测数据如下表,分析数据可得结论是:______

R110 Ω

 

 

 

 

电压U/V

1

2

2.5

3

电流I/A

0.1

0.2

0.25

0.3

 

(4)在探究“电流与电阻的关系”时,将电阻R110 Ω换成15 Ω,闭合开关后,电压表示数会______ (选填“变大”“变小”或“不变”),接下来应将滑动变阻器的滑片P______ (选填“左”或“右”)端移动。

(拓展)小明测得电源电压为4.5 V,请结合表中数据计算在探究电流与电压的关系实验中,电压表示数为1 V3 V时,滑动变阻器所消耗的电功率之比为______,滑动变阻器的最大阻值不小于______Ω

 

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小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。

(1)图甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实验电路。此时电流表测量的是______(选填“A”“B”或“C)处的电流;闭合开关前发现电流表指针偏向“0”刻度左侧,则接下来的操作是______

(2)请在图乙中移动一根导线,使其测量A处的电流。在被移动的导线上画“×”,用笔画线代替导线按要求连接新的电路,并将测量数据记录在表格中______

(3)测出ABC三处电流如表所示,请在图丙表盘上标出B点的电流值______。小梅由表格数据得出结论:干路电流等于各支路电流之和,小海认为小梅这样做不妥,则不妥之处是:______,请你写出进一步的操作方法:______

位置

A

B

C

电流I/A

0.30

0.24

0.54

 

(拓展)小海觉得完成本实验需要频繁拆装电路,太过麻烦,于是他又添加了一个开关,重新设计电路完成了本实验。请在虚线框中画出小海设计的实验电路图______

 

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如图所示,实验小组利用规格不同的小灯泡L1L2“探究串联电路电压特点”的实验。

(1)根据实物图在虚线框内画出电路图______

(2)闭合开关后,小明发现L1L2均不发光,电压表有示数且大小接近3 V,则电路中出现的故障可能是L1发生了______ (选填短路断路”)

(3)排除故障后,小明继续实验。某次测量灯L1两端的电压时,电压表的示数如图乙所示为______V

(4)接着小明开始测量灯L2两端的电压,他将开关断开,然后将AE导线的A端松开接到D接线柱上,正要闭合开关,同组的同学说小明的做法是错误的,原因是______

(5)小明更换了不同规格的小灯泡并多次实验,将得到的数据记录在下表中,分析实验数据,你可以得到结论:______

实验次数

UAB/V

UCD/V

UAD/V

1

1.9

1.1

3.0

2

1.0

2.0

3.0

3

1.2

1.8

3.0

 

(拓展)在第二次实验时,发现灯L2的亮度比灯L1______ (选填“亮”或“暗”),根据此现象可初步得出结论:______

 

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如图甲是同学们探究二力平衡条件时的实验情景。

(1)小碧将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮,并在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向______,并通过调整______来改变拉力的大小。

(2)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们都认为小碧的实验优于小明的实验。其主要原因是______

(3)当小明将木块放在水平桌面上,在木块左端挂上200 g的砝码,右端挂上150 g的钩码时,木块沿水平方向匀速向左运动,此时木块受到的______(选填“可能”“一定”或“一定不”)是平衡力。他发现这个现象与二力平衡条件不完全相符,你认为产生此现象的原因是______力的存在。

(拓展)在第(3)问的情景中,至少在木块右边再挂______g钩码,木块就可以沿水平方向向右运动。

(补充设问)(4)利用图丙装置______(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。

(5)小明还提出,能否利用如图丁所示的实验装置来探究二力平衡的条件呢?小华认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的______力和______力的大小来进行比较。研究发现,在小明的方案中,弹簧测力计直接测出的是拉力的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。

 

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在“探究二力平衡的条件”实验中,小明不断改进先后设计三个实验方案,如图所示,请你判断出改进的先后顺序:______(用字母表示),这样的改进是为了减小______对实验的影响。

 

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