某班在探究“电流与电压和电阻的关系”的实验中,分成了两大组进行实验探究:
(1)甲实验小组为了研究“电阻中的电流与电压的关系”设计了如图所示的电路.
a.请你指出他们在电路连接上的两处错误:
, .
b.该实验小组在器材选择上有一个元件选择是错误的,是 ,应换成 ,理由
是: .
(2)乙实验小组探究为了“电阻中的电流与电阻的关系”特选择了以下器材:学生电源、开关1个、滑动变阻器R0一个、导线若干、四个定值电阻(R1=5Ω、R2=10Ω、R3=15Ω、R4=20Ω),但是由于粗心少领了一只电压表,多领了一只电流表。同学们通过思考讨论设计出了如图所示的电路图,并进行了实验(实验之前老师特别强调他们注意用控制变量法)。实验步骤如下:
a.先将各元件按电路图正确连接,接入的定值电阻分别为R1=5Ω、R2=10Ω,调节滑动变阻
器,读出电流表的示数记如下表;
b.把定值电阻R2换成R3 , ,记下对应电流表A2的示数,填入表格中(请你帮他们完整这一步的操作);
c.再把R3换成R4,按上一步的操作进行调节,并记下对应电流表的示数,填入表格中;
d.分析数据得出结论:
(1)a电流表正负接线柱接反 ,滑动变阻器接线错误,b灯泡,定值电阻 灯泡的电阻会受温度的影响而发生变化(2)b 调节滑动变阻器使电流表A1的示数保持1A不变
d 当电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比
题目分析:①实物连接图中找错误之处,主要从电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用上考虑:从电流表、电压表的量程、连接方式、正负接线柱的接入方法上考虑.从滑动变阻器接线柱的接入和滑片的位置考虑.
②在探究电阻上的电流与电压的关系时,应采用控制变量法,即控制电阻大小不变,改变电阻两端的电压,测出电阻上的电流;bc、探究电阻中的电流与电阻的关系时,需控制电阻两端电压不变,因此先根据表格中数据计算出通过R1的电流,然后调节滑动变阻器,使电流表A1的示数保持不变,再根据求出电流表A2的示数;
d、运用控制变量法找出表格各物理量的关系.(1)a、由电路图可知:电路连接上的两处错误为电流表正负接线柱接反 滑动变阻器接线错误.
b、因灯泡的电阻与温度有关,即电阻是变化的,在实验时无法控制电阻不变;所以实验时不能用灯泡代替定值电阻.
(2)b、探究电阻中的电流与电阻的关系时,需控制电阻两端电压不变,因此调节滑动变阻器使电流表A1的示数保持1A不变,此时电流表A2的示数:=0.33A;如下表所示
c、当把R3换成R4时,电流表A2的示数:=0.25A,如下表所示
接入的电阻 | R1 | R2 | R3 | R4 |
电阻R/Ω | 5Ω | 10 | 15 | 20 |
电流I/A | 1.00 | 0.50 | 0.33 | 0.25 |
点评:解决本题的关键是掌握电流表、电压表和滑动变阻器正确使用,以及实验前开关的状态;侧重考查了控制变量法的应用.小灯泡的电阻与温度有关是解决本题的关键.