题目
图(甲)是“探究导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图,其中R是定值电阻.
(1)用笔画线代替导线,补充图(乙)中实验器材的连接.要求:滑动变阻器滑片向左移动时电阻变小. (2)当探究电流与电压的关系时,需要______个定值电阻.通过调节变阻器滑片P的位置来改变______ 两端的电压.三次改变滑片位置,测得三组电压和电流值(见表),发现每次电压与电流的比值是______的(选填“相同”或“不同”),因此可得出电流与电压关系的初步结论:______.
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
电压/v |
2.0 |
2.4 |
2.8 |
电流/A |
0.40 |
0.48 |
0.56 | (3)要探究电流与电阻的关系,仅凭图(乙)所示器材是不够的.你认为(除导线外)还应增加的器材是______.某同学合上开关进行实验时发现,无论怎样移动滑片P,电压表和电流表的示数都不为零,但始终没有变化.则原因可能是______. (4)当用如图(甲)探究电流与电阻关系时,某同学先把5欧姆的电阻接入a、b之间,滑片P滑到某一位置,此时电流表的示数为0.6A,再分别把10欧姆和15欧姆的电阻换接在a、b之间,接下来请你完成实验. (填写在下面的表格内)
分别换接10欧和15欧的电阻后,滑片P的调节方向 |
要读取对应的电流表示数,必须满足的条件 |
实验结论 |
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所属题型:问答题
试题难度系数:中档
答案
(1)滑动变阻器的左下方接线柱与开关的右端接线柱相连即可,如下图所示:
(2)在研究电流与电压的关系时,应控制一定值电阻的阻值不变,调节滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,达到多次测量的目的; 分析表中的数据可知,===5Ω,即每次电压与电流的比值的相等,故可得结论:电阻一定时,通过的电流与两端的电压成正比. (3)探究电流与电阻的关系,需要控制电阻两端的电压不变,更换不同阻值的电阻,故应增加的器材是三个不同阻值的定值电阻; 滑动变阻器不能改变电压表和电流表的示数说明滑动变阻器连接时都接到上面或下面两个接线柱. (4)因为换接10Ω或15Ω的电阻后,会造成总电阻增大,电流减小,滑动变阻器两端电压减小,a、b间电压增大,所以为了让10Ω或15Ω的电阻两端电压也和5Ω电阻两端电压相同,就应该向右移动滑片,当滑动变阻器阻值增大以后,电路中的电流会进一步的减小,这样a、b间的电压就会减小; 因为接5Ω电阻时电流表的示数是0.6A,所以电压表的示数是U=IR=0.6A×5Ω=3V. 要探究电流与电阻的关系,就必须保持电压一定,所以换接10Ω或15Ω的电阻后,我们必须让它们两端的电压也为3V.所以只有当电压表示数也为3V时,我们才能读取电流表的示数; 根据实验数据可得结论:电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比.
分别换接10欧和15欧的电阻后,滑片P的调节方向 |
要读取对应的电流表示数,必须满足的条件 |
实验结论 |
向右移动(或向b移动) |
电压表示数为3V |
电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比 | 故答案为: (1)如上图所示; (2)一;定值电阻;相同;电阻一定时,通过的电流与两端的电压成正比; (3)三个不同阻值的定值电阻;滑动变阻器连接时都接到上面或下面两个接线柱; (4)如上表所示. |
考点梳理
初中三年级物理试题“图(甲)是“探究导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图,其中R是定”旨在考查同学们对
探究电流与电压、电阻的关系、
滑动变阻器、
控制变量法和科学探究的过程、
……等知识点的掌握情况,关于物理的核心考点解析如下:
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- 探究电流与电压、电阻的关系
- 滑动变阻器
- 控制变量法和科学探究的过程
考点名称:探究电流与电压、电阻的关系
电流与电压、电阻的关系
电压迫使电子定向移动(好比磁铁的磁场吸引铁屑),产生电流。电流描述电子移动程度。电阻描述电子自由移动的难易程度,电阻越大,电子越难移动,(就是通常所说:越难导电)相同电压下产生的电流就越小。公式为I=U/R(U为电压值,I为电流值,R为电阻值)。
研究电流与电压、电阻关系的方法——控制变量法
我们通常采用控制变量法来研究电流与电压、电阻的关系。
研究电流跟电压、电阻关系的实验分两步:
第一步保持电阻不变,通过改变电压,观察电流的变化;
第二步保持电压不变,通过改变电阻,观察电流的变化,从而得出了它们之间的关系。
串、并联电路中电流、电压、电阻的规律:
考点名称:滑动变阻器
滑动变阻器:滑动变阻器是电路中的一个重要元件,它可以通过移动滑片的位置来改变自身的电阻,从而起到控制电路的作用。在电路分析中,滑动变阻器既可以作为一个定值电阻,也可以作为一个变值电阻。
(1)构造:滑动变阻器的构成一般包括接线柱、滑片、电阻丝、金属杆和瓷筒等五部分。
(2)符号:常用Rx表示,元件符号位
(3)工作原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度,可以逐渐改变电阻。
(4)优缺点:
优点:能连续地改变接人电路的电阻值;缺点:不能直接读出电阻值的大小。
滑动变阻器的作用
连接在电路中的滑动变阻器,能够起很多作用.
(1)若利用图甲研究欧姆定律,则在该实验中:“探究导体中的电流与导体两端的电压的关系”时,滑动变阻器的作用是改变导体两端电压;
“探究导体中的电流与导体的电阻的关系”时,滑动变阻器的作用是保持导体两端电压不变。
(2)若图乙是伏安法“测小灯泡电阻”的实验,则在该实验中,滑动变阻器的作用是为了进行多次测量,从而可以发现电压的大小对小灯泡灯丝电阻有影响;图乙也是伏安法测小灯泡额定电功率的实验,在该实验中,滑动变阻器的作用是为了使小灯泡两端的电压达到额定电压,从而使小灯泡正常发光.
(3)不论甲、乙两个电路研究目的是什么,滑动变阻器对两个电路起的共同作用是保护电路。
滑动变阻器的接法
1、限流式连接方式的特点
滑动变阻器用作限流时,其连接如图1所示。它是把滑动变阻器串联在电路中,用以控制或调节电路中的电流。使用时,连接滑动变阻器的导线应分别接金属杆一端和电阻线圈一端的接线柱。此电路中,待测电阻Rx两端电压的调节范围约为E·Rx/(R+Rx)和E之间。
2、分压式连接方式的特点
滑动变阻器用作分压时,其连接如图2所示。它是从滑动变阻器上分出一部电压在待测电阻上。其优点是当它的滑动触头从a端向b端滑动时,待测电阻Rx上可分得从零开始连续变化的所需电压(限流式不能),电压的调节范围是0和E之间,比用作限流时调节范围要大。
用滑动变阻器改变电流的方法
1.根据实际需要对滑动变阻器进行选择。每个滑动变阻器都有规定的最大电阻值和允许通过的最大电流值,通过它的电流不能超过最大电流值。
例如:滑动变阻器铭牌上的“20 Ω2A”是指滑动变阻器连入电路的最大阻值为20Ω,通过滑动变阻器的电流不能超过2A。
2.滑动变阻器一般与被控制部分串联。
3.为了保护电路,在闭合开关前要使滑片处于滑动变阻器阻值最大的位置。
4.滑动变阻器在接入电路时必须采用两个接线柱 “一上一下”的连接方法。
5.要使灯泡的亮度变亮,即需要使电路中的电流变大,则应该让滑动变阻器连入电路中的阻值变小。
考点名称:控制变量法和科学探究的过程
控制变量法的定义:
物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,而只改变其中的某一个因素,从而研究这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。
控制变量法的应用:
理想斜面实验、探究力与运动的关系、探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究影响压力的作用效果的因素、探究影响液体压强大小的因素、探究影响浮力大小的因素、探究影响滑轮组的机械效率的因素、探究影响动能大小的因素、探究影响重力势能大小的因素、探究影响导体电阻大小的因素、验证欧姆定律、探究影响电流做功多少的因素、探究影响电流的热效应的因素、探究影响电磁铁磁性强弱的因素
控制变量法:
物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。例如以下的探究实验:
探究影响蒸发快慢的因素;
探究力与运动的关系
探究影响滑动摩擦力大小的因素;
探究影响压力的作用效果的因素;
探究影响液体压强大小的因素;
探究影响浮力大小的因素;
探究影响动能大小的因素;
探究影响重力势能大小的因素;
验证欧姆定律
科学探究过程:
科学探究过程的一些环节:提出问题、猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。