精英家教網(wǎng)小偉和小勇同學(xué)都利用如圖實驗電路用來研究I與U、R間的關(guān)系.
(1)小偉所用的電源電壓恒為3V,滑動變阻器上標有”15Ω 1A“字樣,為了研究I與R間關(guān)系,他先將10Ω的電阻接在a、b間,移動滑片P,使電壓表示數(shù)為1.5V.讀出電流表的示數(shù),當(dāng)他將20Ω的電阻接入a、b間時,無論怎樣移動滑動變阻器,電壓表示數(shù)都無法達到1.5V其原因可能是( 。
A.滑動變阻器阻值變小 B.a(chǎn)、b間發(fā)生斷路 C.20Ω的阻值太小 D.滑動變阻器被斷路
(2)小勇同學(xué)通過實驗得到如下兩組實驗數(shù)據(jù)
表1:R=10Ω 表2:U=3
實驗次數(shù) 電壓U(V) 電流I(A) 實驗次數(shù) 電阻R(Ω) 電流I(A)
1 1.0 0.1 1 5 0.6
2 2.0 0.2 2 10 0.3
3 3.0 0.3 3 15 0.2
有表1數(shù)據(jù)可得到結(jié)論是
 

有表2數(shù)據(jù)可得到結(jié)論
 
分析:(1)滑動變阻器和定值電阻串聯(lián),電流表測量電路中的電流,電壓表測量定值電阻兩端電壓;而串聯(lián)電路中,電壓之比等于電阻之比,因此根據(jù)電阻與電壓的關(guān)系根系電壓表示數(shù)的變化情況.
(2)在探究電流跟電壓、電阻關(guān)系時,應(yīng)采用控制變量法進行研究.即電阻不變時,研究電流與電壓之間的關(guān)系;電壓不變時,研究電流與電阻之間的關(guān)系;據(jù)此進行解答.
解答:解:(1)串聯(lián)電路各處電流都相等,根據(jù)歐姆定律可得:
R′
R
=
U′
U
,
當(dāng)20Ω的電阻接入a、b間時,電壓表示數(shù)始終無法達到1.5V,是因為滑動變阻器的最大電阻為15Ω,電阻阻值20Ω>15Ω,所以電壓表的示數(shù)只會大于1.5V,故滑動變阻器接入電路的電阻太。
(2)由表1中數(shù)據(jù)可知:保持電阻R=10Ω時,觀察電壓越來越大,電流的大小也是越來越大,而且電壓除以電流都等于10,因此在電阻不變時,電流跟電壓成正比;
由表2數(shù)據(jù)可知:保持電壓U=2V時,電阻越大電流越小,而且電阻乘以電流都相等,因此在電壓不變時,電流跟電阻成反比.
故答案為:(1)A;
(2)電阻不變時,電流跟電壓成正比;
電電壓不變時,電流跟電阻成反比.
點評:本題考查了串聯(lián)電路分壓的特點、電流跟電壓和電阻的關(guān)系,在研究時采用控制變量法,做題時可以根據(jù)已知知識歐姆定律去作答.
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