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小強(qiáng)同學(xué)觀察到一些電學(xué)現(xiàn)象:小燈泡兩端的電壓越大,通過燈絲的電流越大,燈泡越亮;電源電壓一定時(shí),電路中的電阻增大,電路中的電流就變小….小強(qiáng)猜想:通過導(dǎo)體中的電流的大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻有關(guān).請你幫助小強(qiáng)完成這個(gè)探究實(shí)驗(yàn):
(1)選擇的器材:電源、開關(guān)、三個(gè)阻值不同的電阻(5Ω、10Ω、20Ω),導(dǎo)線若干,電流表及電壓表各一塊,還需要______.
(2)請畫出電路圖并按電路圖將圖中的各元件連接起來;
(3)測量的步驟及數(shù)據(jù):①按電路圖連接電路.②首先把10Ω的電阻連入電路,滑動滑動變阻器的滑片,改變R1兩端的電壓,測得三組數(shù)據(jù)如表一所示;③分別把三個(gè)阻值不同的電阻連入電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,始終保持每個(gè)電阻連端的電壓為2V,測得三組數(shù)據(jù)如表二所示.
表一:電阻R1=10Ω
電壓(V)123
電流(A)0.10.20.3
表二:電壓U=2V
電阻(Ω)51020
電流(A)0.40.20.1
(4)分析與結(jié)論:分析表一得出的結(jié)論是:______;
分析表二得出的結(jié)論是:______.
(5)這種研究問題的方法是______法.

【答案】分析:(1)本實(shí)驗(yàn)中要多次測量求平均值減小誤差,據(jù)此選擇實(shí)驗(yàn)器材.
(2)伏安法測電阻是指用電壓表測出電阻兩端的電壓,用電流表測出通過電阻的電流,根據(jù)R=求出被測電阻的阻值,再與電源和開關(guān)組成電路即可;根據(jù)電阻兩端分得的最大電壓確定電壓表的量程,且與電阻并聯(lián),根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流確定電流表的量程且與電阻串聯(lián),滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中,據(jù)此連接實(shí)物圖.
(3)探究電流與電壓、電阻的關(guān)系時(shí),要用到控制變量法,把握表一、表二中數(shù)據(jù)的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)是得出結(jié)論的入手點(diǎn).在電路中要利用滑動變阻器來控制定值電阻兩端的電壓的變與不變.
解答:解:(1)實(shí)驗(yàn)中除了所給的器材,還要用到保護(hù)電路和改變電阻兩端電壓達(dá)到多次測量求平均值減小誤差的滑動變阻器.

(2)電壓表與電阻并聯(lián),電流表與電阻串聯(lián),滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中,再與開關(guān)和電源組成電路即可,電路圖如下圖所示:
電阻兩端分得的最大電壓為6V,所以電壓表的量程為0~15V,且與電阻并聯(lián);電路中的最大電流=1.2A,所以電流表的量程為0~3A,且與電阻串聯(lián),滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中,如下圖所示:

(4)在表一中:導(dǎo)體的電阻10Ω一定,導(dǎo)體兩端的電壓從1V到2V再到3V,相對應(yīng)的,導(dǎo)體中的電流從0.1A到0.2A再到0.3A.電壓增加幾倍,電流也增加幾倍,故得結(jié)論:在電阻一定時(shí),電流與電壓成正比.
在表二中:導(dǎo)體兩端的電壓2V一定,導(dǎo)體的電阻從5Ω到10Ω,再到20Ω,相對應(yīng)的,導(dǎo)體中的電流從0.4A到0.2A再到0.1A,電阻增加幾倍,電流變?yōu)樵瓉淼膸追种槐�,故得結(jié)論:在電壓一定時(shí),電流與電阻成反比.
(5)研究一個(gè)物理量與多個(gè)因素的關(guān)系時(shí),要用到控制變量法.
故答案為:(1)滑動變阻器;(2)如上圖所示;(4)在電阻一定時(shí),電流與電壓成正比;在電壓一定時(shí),電流與電阻成反比;(5)控制變量法.
點(diǎn)評:本題考查了實(shí)物電路圖的連接和利用控制變量法得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,關(guān)鍵是明白此實(shí)驗(yàn)的原理和控制變量法的應(yīng)用.
練習(xí)冊系列答案
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同步練習(xí)冊答案
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