【例6】 有一段粗细均匀的导体,现要用实验的方法测定这种导体材料的电阻率,若已测得其长度和横截
面积,还需要测得它的电阻值Rx.若已知这段导体的电阻约为30?,要尽量精确地测量其电阻值,除了需要导线、开关以外,在以下备选器材中应选用的是_____(填写字母代表). A.电池(电压14V) B.电流表(量程0~0.6A) C.电流表(量程0~3A) D.电压表(量程0~3V) E.电压表(量程0~15V)
F.滑动变阻器(0~10?,允许通过的最大电流2.0A) G.滑动变阻器(0~500?,允许通过的最大电流0.5A)
(1)请画出测量这段导体电阻值的实验电路图(要求直接测量的变化范围尽可能大一些). (2)根据测量数据画出该导体的伏安特征曲线如图所示,发现MN段明显向上弯曲.若实验的操作、读数、记录和绘画描点等过程均正确无误,则出现这一弯曲现象的主要原因是 _________________________________________________________.
【例7】 实验桌上有如下实验器材:同种材料制成的长度相同、不同横截面积(粗细均匀)的导体若干,
符合实验要求的电源一个、滑动变阻器一个、电流表和电压表各一只、开关一个、导线若干.科技小组的同学们猜想:“在电压一定时,通过这些导体的电流可能与它们的横截面积成正比.”为了验证以上猜想,请你从实验桌上选择适当器材,画出实验电路图,并写出实验步骤.(1)实验电路图(2)实验步骤:
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【例8】 实验桌上有如下器材:符合实验要求的电源一个、符合实验要求的电流表和电压表各一支、开关
一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干,请你设计一个实验证明:“加在导体两端的电压与导体的阻值成正比”.(1)实验电路图:(2)实验步骤:
【例9】 小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系.已知电源电压为6V且保持不变,实验用到
的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω.
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉).
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表
的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像.
①由图像可以得出结论:电压一定时, . ②上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是 ,然后将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数.
(3)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器.
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【例10】 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4.5V),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 2A、50Ω 1A),导线若干.
【实验过程】(1)根据如图所示实物图在虚线框内画出电路图.
(2)小明按图正确连接电路后,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 表二 电压U/V 电流I/A 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8
电阻R/Ω 电流 I/A 5 10 15 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28 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1.5V,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3V,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: .
【知识拓展】(1)小明实验时选择的是 Ω电阻.
(2)小红实验时选择的变阻器规格是 .
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【例11】 在探究了电阻上的电流跟两端电压的关系后,同学们又提出了电流与电阻有什么关系这一问
题.请你和他们一起解决下列问题:
(1)用笔画线代替导线,将实验电路连接完整.
(2)在导线连接完成后,闭合开关前还应 .
(3)闭合开关后,移动滑片时发现电流表没有示数,电压表有明显的示数.则发生故障的原因
可能是 .
(4)排除故障后,同学们继续进行实验.一位同学在读取完电流表示数后,直接拆下阻值为5Ω
的电阻改换成阻值为10Ω的电阻.他认为这样操作简捷高效.那么, ①电压表示数会怎样变化: . ②请你指出他在操作中的错误: .
(5)分析表中实验数据,请你总结出电流与电阻的关
系: .
【例12】 在探究“电阻上的电流与两端电压的关系”的实验中,所用的器材有:一个定值电阻R、一个电压
恒定的电源,电流表、电压表各一个,滑动变阻器一个,开关一个,导线若干.有三位同学分别设计了如图所示的甲、乙、丙三个电路图.
次 数 电阻R/Ω 电流I/A 电压U=2V 1 5 0.4 2 10 0.2 3 20 0.1
(1)三个电路图中,只有丙图是符合要求的,甲图中的错误是_________________,乙图中的错
误是____________________.
(2)在这三个电路图中,都有滑动变阻器,如将滑片P都向左移动时,甲图中电压表的示数将
________,乙图中电流表的示数将________,丙图中电阻R的阻值将________.(三空都选填“变大”、“变小”或“不变”)
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【例13】 小周同学在做探究“电流与电阻的关系”实验时,他设计连接了如图所示的实物连接图.
(1)请你依题中的实物连接图画出相应的电路图.
(2)实验中,小周同学先将5Ω的电阻R接入电路,电路连接完全正确,将滑动变阻器阻值调至
最大处,闭合开关S就直接读出了电流表的示数,并把数据记录在表格中.然后再分别用10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻,重复上述操作.他在实验操作过程中的错误是没有保持电阻R的 不变.
(3)小周同学发现错误后重新进行实验,得到的数据如下表所示.根据表中的实验数据得出的
结论是: .
物理量 实验次数 1 2 3 5 10 20 0.48 0.24 0.12 电阻R(Ω) 电流I(A) (4)小周同学发现有一个小灯泡,于是用这个小灯泡替换20Ω的电阻后,继续进行实验.电表测得示数如图所示,可知小灯泡的阻值是 Ω.
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