20.【答案】(1)解:如图所示:
(2)调节滑动变阻器,使电阻两端的电压保持不变 (3)0~0.6
(4)解:如图所示:
【解析】【解答】解:(1)将电压表与电阻并联,如图所示:
(2.)探究电流和电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变,所以每次更换电阻,闭合开关后,需调节滑动变阻器,使电阻两端的电压保持不变.
(3.)由表格中数据知,最大电流为0.6A,所以电流表可选择0~0.6A的量程; (4.)根据表格中数据描点并连线,如图所示:
故答案为:(1)如图a所示;(2)调节滑动变阻器,使电阻两端的电压保持不变;(3)0~0.6;(4)如图b所示.
【分析】(1)将电压表与电阻并联;(2)要探究电流和电阻的关系,需改变电阻的阻值,但保持电阻两端的电压不变;(3)根据最大电流值判断电流表的量程选择;(4)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来. 21.【答案】(1)C (2)R1 (3)4;D (4)B 【解析】【解答】解:(1)电流表无示数,则电路断路,电压表有示数,则与电压表并联的R1断路;(2)由图知,该实验是探究R1的电流和电压、电阻的关系,所以探究电流与电压的关系时,应保持R1不变;(3)探究电流与电阻的关系时,应保持电阻两端的电压不变,由题意知,U=IR=1.0A×2Ω=2V,所以要使电流表示数是0.5A,
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R1的阻值是R′=
=
=4Ω;
电压不变,电流与电阻成反比,图象应为D;(4)由表格中数据可以看出,电阻R2由1Ω至4Ω之间功率变大,由6Ω至10Ω之间的功率减小,4Ω与6Ω的功率相等,可知当R2的阻值为5Ω时,功率最大. 故答案为:(1)C;(2)R1;(3)4;D;(4)B.
【分析】(1)电流表无示数,则电路断路,电压表有示数,则与电压表并联的电路断路;(2)要探究电流和电压的关系,应保持电阻不变;(3)在探究电流和电阻的关系时,应保持电阻两端的电压不变,根据欧姆定律进行分析;(4)根据表格中数据分析,得出结论.
22.【答案】(1)A;改变电阻两端电压;R处断路
(2)控制电阻R两端电压不变;A;5;电压一定时,电流与电阻成反比 (3)伏安法测电阻
【解析】【解答】解:(1)在探究“电流与电压的关系”实验中:①闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至A端;电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和改变电阻两端电压,进行多次测量的作用;②闭合开关S,无论如何移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约为3V,此时,电路出现的故障可能是 R处断路;(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中:①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和控制电阻R两端电压不变的作用;②小明先将R﹦10Ω的电阻接入,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表示数;接着在滑动变阻器的滑片位置不变,把R换为15Ω的电阻时,应向A方向移动滑动变阻器的滑片P,才能使电压表示数为2.5V,同时记下电流表的示数;③由图示电路图可知,电源电压为1.5V×2=3V,由图示图象可知,电阻两端电压为U=0.5A×5Ω=2.5V,滑动变阻器两端电压为:U滑=U﹣UR=3V﹣2.5V=0.5V,由串联电路电流I处处相等,定值电阻与滑动变阻器接入电路的阻值之比:
=
=
=
=
,则R滑=
R,即:定值电阻
阻值是滑动变阻器接入电路阻值的5倍,使所给的5个定值电阻“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω”分别接入电路中都能正常进行实验,当定值电阻为25Ω时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,为:R滑最大=
R=
×25Ω=5Ω,若要使所
给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验,滑动变阻器最大阻值至少为5Ω,则应该选取至少标有5Ω的滑动变阻器;④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图2所示,小明由图象得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比.(3)若继续使用该实验电路,还可以进行的实验有伏安法测电阻. 故答案为:(1)①A;改变电阻两端电压,进行多次测量;②R处断路;(2)①控制电阻R两端电压不变;②A;5;③电压一定时,电流与电阻成反比;(3)伏安法测电阻.
【分析】探究电流与电压、电阻关系实验,应采用控制变量法,根据实验目的与题意分析答题. 23.【答案】(1)断开;左 (2)定值电阻短路
(3)左;3;电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比 (4)电压表错接在滑动变阻器两端
【解析】【解答】解:(1)由电路图知,在闭合开关前,应将滑片移至最右端即左端,使其阻值最大;(2)移动滑片,电流表示数变化,电压表示数始终为零,而电压表测导线电压时,电压表示数为0,因此定值电阻短
路.(3)更换电阻时,必须先断开开关,并把滑动电阻器调至最大阻值处,即把滑片移到最左端;换好定值电阻后,闭合开关,并向右移动滑片,使电压表的示数为3V.分析表中数据,每点对应的电流和电阻的乘积都等于3V,由此得出结论:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比.(4)小芳的中电压表错接在滑动变阻器两端. 故答案为:(1)断开;左;(2)定值电阻短路;(3)左;3;电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;(4)电压表错接在滑动变阻器两端.
【分析】(1)为保护电路,连接电路过程中,开关应断开,将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处;(2)将正常的电流表、电压表接入电路,当闭合开关后,发现电流表有读数,说明电路为通路;当移动滑动变阻器滑片时电流表读数有变化,电压表读数始终为零,说明电压表测量的用电器发生短路.(3)每次实验后,必须断开开关,把滑片拨到最大阻值处,然后再更换电阻;闭合开关后,还要调节滑片,使定值电阻两端的电压保持不变.分析表一中数据,电流和电阻的乘积相等,据此得出结论.
24.【答案】(1)
(2)B
(3)正比;控制变量法 (4)变小
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【解析】【解答】解:(1)将电流表和滑动变阻器与电阻串联,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,如图所示:
(2.)滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,为保护电路,闭合开关前,应将滑片移至最右端,即B端,使其阻值最大;(3)图乙a是一条过原点的直线,可知在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成比;探究电流与电压的关系,需使电阻的阻值不变,用到控制变量法;(4)由图线b可知,通过灯泡的电流为 端的电压小于
U0 , 则根据R=
I0 , 灯泡两
可知,灯泡两端的电压越小,灯泡中的电流越小,电压与电流的比值也变
小,可知灯丝的电阻变小.
故答案为:(1)见上图;(2)B;(3)正比;控制变量法;(4)变小.
【分析】(1)将电流表和滑动变阻器串联在电路中,注意电流表正负接线柱的接法,滑动变阻器要接一上一下;(2)为防止电路中的电流过大,烧坏元件,在闭合开关前,应将滑片移至最大阻值处;(3)电阻一定,电路中的电流与其两端的电压成正比;探究电流与电压和电阻的关系,需用到控制变量法;(4)灯丝的电阻与温度有关,随温度的升高而增大,灯丝两端的电压越小,电流越小,灯丝的实际功率越小,温度越低,电阻越小. 25.【答案】(1)3.0;0;不发光;
(2)
(3)0.5 (4)增大 (5)正确
【解析】【解答】解:(1)图中电流表与灯并联,电流表将灯短路,灯不亮;电压表与变阻器、电流表串联在电路中,因电压表内阻很大,根据欧姆定律,电路中电流几乎为0,即电流表示数为0,根据分压原理,电压表示数接近电源电压为2×1.5V=3V;(2)连接灯的右接线柱与变阻器金属杆左端的连线错误,所以将连接变阻器金属杆左端的线改接在电压表的左接线柱即可实现电压表与灯并联,电流表串联在电路中的目的;(3)由图丙知,灯额定电压2.5V对应的电流为0.2A,灯的额定功率P额=U额I=2.5V×0.2A=0.5W;(4)由图丙知,通过灯的电流随灯两端的电压的增大而增大,根据P=UI,灯的电功率也随电压的增大而增大;(5)探究导体中的电流与电压的关系时,应控制导体的电阻不变,将灯换成定值电阻,这个条件即可实现,所以,可以用来探究导体中的电流与电压的关
系,说法正确. 故答案为:(1)3.0;0;不发光;(2)如下图所示; (3)0.5;(4)
增大;(5)正确.
【分析】(1)电路的连接错误在于将电压表串联在电路中,而将电流表与灯并联了,根据欧姆定律分和分压原理分析;(2)将电压表并联在灯的两端,将电流串联在电路中,据此找出连接错误的连线;(3)根据图丙找出额定电压下对应的电流,根据P额=U额I求灯的额定功率;(4)根据图丙可知,灯的电流随电压的增大而增大,根据P=UI得电功率的变化;(5)探究导体中的电流与电压的关系时,应控制导体的电阻不变,据此判断.
26.【答案】(1)解:
(2)滑动变阻器断路
(3)灯丝的电阻随温度的升高而增大 (4)0.5;17.5
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【解析】【解答】解:(1.)将滑动变阻器串联在电路中,滑片位于最右端B时,滑动变阻器接入电路的电阻值最
大,则滑动变阻器的下面应接左边的接线柱,如图所示:
(2.)小灯泡不亮,两电表无示数,则电路断路,将电压表改接在滑动变阻器下面两接线柱上,发现电压表有示数,则说明与电压表并联的滑动变阻器断路;
(3.)灯丝的电阻随温度的升高而增大,当电压升高时,灯泡的亮度增大,灯丝的温度升高,所以当电压较高时,电流与电压并不成正比;
(4.)由图象知,当U=2.5V时,灯泡中的电流I=0.2A,所以P=UI=2.5V×0.2A=0.5W; 当小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为U=6V﹣2.5V=3.5V,R=
=
=17.5Ω.
故答案为:(1)见上图;(2)滑动变阻器断路;(3)灯丝的电阻随温度的升高而增大;(4)0.5;17.5.
【分析】(1)将滑动变阻器一上一下串联在电路中,根据要求判断下端所接的接线柱;(2)通过小灯泡不亮,两电表无示数,判断出电路中出现断路,然后根据具体情况判断断路处;(3)根据灯丝电阻随温度的升高而增大的特点进行分析;(4)判断出额定电压和电流,根据P=UI计算额定电功率,根据R= 27.【答案】(1)b
(2)错将滑动变阻器下方的两个接线柱接入电路 (3)0.30
(4)避免偶然性,便于找出规律
计算电阻值.
(5)解:
(6)通过铅笔芯的电流与其两端的电压成正比
【解析】【解答】解:(1)为防止电路中电流过大,滑动变阻器在电路接通时,应接入最大电阻,故滑片应滑到b端;(2)滑动变阻器在电路中应连接一“上”一“下”两个接线柱,两电表的示数均保持不变且都在量程范围内,则产生故障的原因是错将滑动变阻器下方的两个接线柱接入电路,所以无论怎样移动变阻器的滑片,都不能改变电流表、电压表的示数.(3)根据第二组和第四组数据判断,电流表选择的是0.6A量程,每一小格是0.02A,故读数为0.30A;(4)为了更有说服力,避免偶然性,便于找出规律,该同学采集了多组数据进行分析;(5)根据实验收集到的数据,在图中坐标系上,采用描点的方法画出铅笔芯的电阻不变时,电流随电压变化的图象,为正比例图象(如下图);(6)根据的数据和图象,可以得出的结论是:当铅笔芯电阻一定时,通过铅笔芯的电流和两端的电压成正比. 故答案为:(1)b;(2)错将滑动变阻器下方的两个接线柱接入电路;(3)0.30;(4)避免偶
然性,便于找出规律;(5) (6)通过铅笔芯的电流与其两端的电压成正比.
【分析】解答此题需知道:(1)在闭合开关之前,应使电路中电流最小,即滑动变阻器应接入最大电阻,则根据上问中的接法可选择移至哪一端;(2)滑动变阻器的连接方法:滑动变阻器在电路中应连接一“上”一“下”两个接线
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柱,其在电路中的作用是通过改变电路中电阻的大小来改变电路中的电流;当将滑动变阻器的下下或上上两个接线柱接入电路后,无论怎样移动变阻器的滑片都不能改变电路中的电阻、电流和电压值;(3)根据电流表量程和分度值读出示数;(4)实验过程中多次测量的目的有两个:一是取平均值以减小误差,二是避免因测量次数太少造成结论的片面性或偶然性总结规律.(5)根据数据采用描点的方法电阻不变时,电流随电压变化的图象;(6)在分析实验结论时应用控制变量法,当一个量随着另一个量的增大而增大,且其增大的倍数相等时,则成正比关系.
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