(1)他首先将5Ω的电阻接入了图甲的电路中,检查时发现电路少连了一根导线,请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)电路正确连接后,闭合开关时发现,此时电压表和电流表均无示数,他判断产生此现象的原因是(选填“定值电阻”或者“滑动变阻器”)断路;排除故障后移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,则此时电流表示数为A;
(3)当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,需向(选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片。分别将5Ω和10Ω的电阻接入电路,在电压表示数不变的情况下,滑动变阻器两次消耗的电功率之比为;
(4)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图像如图丙所示,由图像可知:当电压一定时,电流与电阻成比;
(5)接下来同学们继续用如图甲所示电路,测未知电阻Rx的阻值,但实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用,同学取下电流表并使用另一电源和最大阻值为R的滑动变阻器设计如图所示电路,实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑到最左端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U1;
②,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U2;
③则被测电阻Rx的阻值为:。(用U1、U2、R等表示)
【实验器材】电压表、电流表、三种不同规格的滑动变阻器(A:“10Ω 1.5A”、B:“20Ω 1A”、C:“50Ω 1A”)、开关、四节新干电池、定值电阻和导线若干。
【提出问题】电流与电压有怎样的关系呢?
【猜想与假设】依据电压是形成电流的原因和导体的电阻对电流有阻碍作用,猜想:通过导体的电流随着导体两端的电压增大而增大,随着导体电阻的增大而{#blank#}1{#/blank#}。
【设计与进行实验】
(1)小聪首先利用这些器材探究电流与电压的关系,所选用的定值电阻的阻值R=5Ω。如图甲是小聪同学即将准备连接上最后一根导线的电路实物图,同组的小明立马制止他,说他连接过程中存在错误,其错误是{#blank#}2{#/blank#}。
(2)改正错误并检查无误后,开始进行实验。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该位于{#blank#}3{#/blank#}(选填“A”或“B”)端。
(3)实验过程中,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,若电路故障是由电阻R造成的,那么一定是电阻R出现了{#blank#}4{#/blank#}。
(4)研究完电流与电压的关系后,小聪又利用上述器材接着探究电流跟电阻的关系,他依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像。
【分析论证】分析图乙的I-R图像可得出的实验结论是{#blank#}5{#/blank#}。
【评估交流】为完成探究电流与电阻关系的整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器{#blank#}6{#/blank#}(选填规格的编号即可)。
【实验拓展】小聪同学完成实验后,又想借助图甲电路测量一个额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻。他将定值电阻换成灯泡,实验时发现,电压表0~15V量程已经损坏,但0~3V 量程还可以正常使用。在不添加器材的情况下,请帮小聪同学提供一个合理的解决方案:{#blank#}7{#/blank#}。
(1)请在图中将电路连接完整;{#blank#}1{#/blank#}
(2)小芳在闭合开关前,先将5Ω的电阻接入电路中,然后将滑动变阻器滑片调至{#blank#}2{#/blank#}(选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,电流表示数如图乙所示,为{#blank#}3{#/blank#}A。移动滑片,电压表示数如图丙,则需向{#blank#}4{#/blank#}移动滑片,使定值电阻两端电压表为2V;
(4)接下来,小芳和同学们将5Ω的电阻更换成10Ω的电阻接入电路,移动滑片使电压表示数{#blank#}5{#/blank#}(选填“变大”“变小”或“不变”)从而与之前的保持一致,并记录电流表示数填入表格;
(5)实验数据如下:
电阻/Ω | 5 | 10 | 20 |
电流/A | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
分析表中数据,可以得结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成{#blank#}6{#/blank#}比;
(6)将10Ω定值电阻换成“2.5V 0.8W”的小灯泡,测小灯泡正常发光时电阻。移动滑片,使电压表示数为{#blank#}7{#/blank#}V时,小灯泡正常发光,电流表示数为0.3A,此时小灯泡电阻为{#blank#}8{#/blank#}Ω。小芳记录数据并计算小灯泡电阻后,发现灯持续发光一段时间电流表示数有所减小,这是因为小灯泡电阻受{#blank#}9{#/blank#}影响的缘故。
(1)实验小组连好如图a所示的电路,一闭合开关,小灯泡就发出耀眼的光。他们在操作中的问题是{#blank#}1{#/blank#};
(2)问题解决后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡的亮度,多次测量并记录数据(如下表所示)。当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图b所示,计算此时小灯泡的阻值为{#blank#}2{#/blank#}(精确到0.1Ω);
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
发光情况 | 不亮 | 微光 | 暗 | 明亮 | 耀眼 |
电压U/V | 0.6 | 0.9 | 1.5 | 2.5 | 2.8 |
电流I/A | 0.16 | 0.20 | 0.22 | 0.30 | |
电阻R/Ω |
(3)对比不同电压下小灯泡的电阻值可知,小灯泡的电阻随电压的增大而增大主要原因是小灯泡的电阻受温度的影响;
(4)为顺利完成该实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于{#blank#}3{#/blank#}Ω;
(5)实验小组想用本实验器材探究电流和电压的关系,你认为是否可行并说明理由:{#blank#}4{#/blank#}。