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4.5 V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω),两只滑动变阻器(20 Ω 2 A、50 Ω 1 A),导线若干。
实验过程:
(1)根据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。
(4)小红在探究猜想③时,先将5 Ω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1.5 V,并记下电流值;再分别改接10 Ω、15 Ω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3 V,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 。
如图所示,实验桌上有两个完全相同的烧瓶,烧瓶内装有质量相等,初温相同的煤油,完全相同的温度计,烧瓶内还分别装有阻值为10Ω的电阻丝R1和阻值为5Ω的电阻丝R2。实验桌上还有满足实验要求的电源、电阻箱和开关各一个,电流表和停表各一块,导线若干。小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。
小新的主要实验过程如下:
①将电阻箱、电流表及图19所示的装置甲等电路元件串联接入电路中,将电阻箱的阻值调为5Ω。
②闭合开关,同时按下停表开始计时,记录电流表的示数为0.3A,通电时间为2min时,停止计时,记录此时温度计的示数40℃,断开开关。
③用图所示的装置乙替换电路中的装置甲,将电阻箱的阻值调为10Ω,闭合开关,同时按下停表开始计时,观察电流表示数仍为0.3A,当温度计示数为40℃时,停止计时,读出通电时间5min,记录数据,断开开关。
于是小新认为“电流表通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)小新实验过程中存在的问题:
(2)请你针尖对小新实验过程汇总存在的问题,写出改进措施:
小阳在探究“电路中一个可变电阻两端电压U与通过它的电流I的关系”时,得到如下表所示的实验数据.请根据表中数据归纳出U与I的关系:U=。
小京利用铝块、细线、量筒和适量的水测量一个形状不规则的小蜡块的密度。图所示的四个图是小京正确测量过程的示意图.图中V0、V1、V2、V3分别是量筒中水面所对应的示数。已知水的密度为,利用图中测量出的物理量和
计算小蜡块的密度,写出小蜡块密度的表达式:。
有甲、乙两种不同品牌的保温杯,为了比较这两种品牌的保温杯盛水时的保温效果,小明按照科学探究的程序,明确了具体的探究问题,选择了适当的器材,在控制变量的前提下,在室内进行了实验,得到了一段时间内,甲、乙两种保温杯内水的温度的实验数据,根据数据绘制的图像如图所示。请你根据图像所提供的信息回答以下问题:
⑴小明探究的问题的自变量是。(选填选项前的字母)
A.保温杯的品牌 B.水冷却的时间 C.水的温度
⑵请比较甲、乙两种保温杯的保温效果:。(选填选项前的字母)
A.甲保温杯的保温效果好
B.乙保温杯的保温效果好
C.甲、乙两种保温杯的保温效果一样好
⑶请估计实验过程中第5小时的室温:℃。
小英在做用滑动变阻器改变灯泡亮度的实验时,连接了如图所示的电路,她闭合开关S后,发现灯泡L不亮,她将滑动变阻器的滑片P从右端滑动到左端,再滑动到右端的过程中,灯泡L始终不发光。为了排除电路故障,小英用量程为0-3V的电压表进行检查判断。她将电压表的负接线柱与A接线柱连接,电压表正接线柱依次与其他接线柱连接,对应出现的电压表示数如下表所示。
根据以上信息,可判断段电路一定出现了故障。