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探究“电流与电阻的关系”。器材有:滑动变阻器、开关、电源(电压恒为9 V)各一个...

探究“电流与电阻的关系”。器材有:滑动变阻器、开关、电源(电压恒为9 V)各一个,电流表、电压表各一块,三个定值电阻(10 Ω15 Ω20 Ω),导线若干。

电压U/V

4

 

 

电阻R/Ω

20

15

10

电流I/A

0.20

0.80

0.40

 

(1)图甲是小明连接的实物电路,电路连接正确后,闭合开关前,滑片应置于______ (填“A”或“B”)端;

(2)闭合开关后,移动滑片,使与电阻(20 Ω)并联的电压表示数为4 V,读出电流表示数,再改接15 Ω的电阻,闭合开关后,滑动变阻器的滑片应向______移动,再接入10 Ω的电阻,重复上述实验,收集的实验数据如表所示;

(3)老师告诉小明有一组数据误差较大,便找来一个5 Ω的电阻让他再测一组数据,当他把5 Ω的电阻接入电路时,要使电压表示数仍为4V,实验不能继续进行,其原因是______。改变连接后,当电压表示数仍为4 V时,电流表示数为________A(如图乙所示)。综合分析数据可得结论:______

(4)上述实验中,小明使用的滑动变阻器的最大阻值不得小于______Ω

[拓展]实验后,小明要测量标有“6V”字样的小灯泡的额定功率,发现电流表已经损坏,于是小明又找来一个开关,再利用一个10Ω的定值电阻及原有实验部分器材,设计了如图所示的电路图。

①闭合S1,调节滑片使电压表示数为6V

②断开S1,使滑动变阻器连入电路的阻值______(选填“变大”、“变小”或“不变”),再闭合S2,此时电压表示数为5V

③小灯泡的额定功率P =______W

 

A 右 电流超过电流表量程 0.8 电压一定时,电流与电阻成反比 25 不变 2.25 【解析】 (1)[1]电路连接正确后,闭合开关前,滑片应置于阻值最大处的A端。 (2)[2]闭合开关后,移动滑片,使与电阻(20Ω)并联的电压表示数为4V,读出电流表示数,根据串联分压原理可知,将定值电阻R由20Ω改接成15Ω的电阻,电阻变小,其分得的电压变小;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,再接入10Ω的电阻,重复上述实验。 (3)[3]由欧姆定律,当他把5Ω的电阻接入电路时,电路的电流为 因电流超过电流表量程,故实验不能继续进行。 [4][5]改变连接后,当电压表示数仍为4V时,电流表选用大量程,分度值为0.1A,示数为0.8A;综合分析数据可得结论:电压一定时,电流与电阻成反比。 (4)[6]电阻两端的电压始终保持UV=4V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压 U滑=U-UV=9V-4V=5V 变阻器分得的电压为电压表示数的1.25倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为 R滑=1.25×20Ω=25Ω 上述实验中,小明使用的滑动变阻器的最大阻值不得小于25Ω。 [拓展]②[7]断开S1,使滑动变阻器连入电路的阻值不变,再闭合S2,此时电压表示数为5V。 ③[8]在①中,灯与变阻器串联,电压表测灯的电压,灯正常发光;在②中,定值电阻与变阻器串联,电压表测定值电阻的电压,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为 9V-5V=4V 由分压原理 R滑= 在①中,由串联电路的规律及欧姆定律,灯的额定电流 I= 小灯泡的额定功率 P额=U额×I=6V×A=2.25W  
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考点分析:
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小明在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图。

 

A处的电流/A

B处的电流/A

C处的电流/A

第一次测量

0.1

0.12

0.22

第二次测量

0.2

0.24

0.44

第三次测量

0.25

0.3

0.55

 

(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,小明忘了______

(2)小明先将电流表接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是:______

(3)他在测量B处电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是______;排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为______A

(4)在解决了以上问题后,将电流表分别接入ABC三点处,闭合开关,测出了一组电流并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律。请指出他实验中存在的问题是______

(5)实验改进后,小明又测量了几组数据,如上表所示,因此,他得到并联电路的电流关系是______。(写出表达式,用IAIBIC表示)

 

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如图所示,(a)是某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验,(b)是该同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,设计的实验电路:

(1)在图(a)中使用相同的电加热器给液体甲和乙加热,我们选择的是______相同的甲乙两种液体,通过比较______表示吸热的多少;

(2)在图(b)中,AB是电阻值______的电阻丝,里面盛有相同质量的______(以上两空均填“同种”或“不同”)液体,加热相同时间,通过比较______表示产生热量的多少,这种研究方法叫做______

 

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如图甲所示是小明常用的一个插线板,他在使用中发现,插线板的指示灯在开关断开时不发光,插孔不能提供工作电压;而在开关闭合时指示灯发光,插孔可以提供工作电压,如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压,根据上述现象,请在图乙中画出开关、指示灯和插孔的连接方式,并把接线板与电源线接通。

 

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如图甲是通过电阻R和小灯泡L的电流随电压变化的图像。R的阻值为______Ω;若将它们接入如图乙所示的电路中,当只闭合开关S时,小灯泡的实际功率为2.4W;再闭合开关S1,经过1min电路消耗的电能为______ J

 

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小明一家外出旅游,出门时电能表示数为,回来时为,这期间消耗了______度电。这些电能可使标有“220 V  60 W”的灯泡正常工作______h。有一块电子式电能表,表盘上标有“3000imp/kWh)”字样,将某用电器单独接在该表上工作20min,电能表指示灯闪烁了300次。该用电器在上述时间内消耗的电能为______kWh,用电器的电功率是______W

 

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