两道电学实验的可操作性与器材的选取

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1、两道电学实验的可操作性与器材的选取泰州市高港实验学校张正太225323题1小宇在探究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻间的关系时，设计了如图甲所示的电路；若电源电压恒为4.5V，滑动变阻器上标有“30Ω1A”字样，电流表的量程为“0－0.6A”，在探究电流与电阻的关系时，调节变阻箱R的电阻，使接入的电阻值为10Ω，移动滑片P，使电压表示数为1.5V，读出电流表的示数；每改变一次电阻箱R接入电路中的电阻值时，总要调节滑片使电压表示数为V，记录对应的电流值，并绘制出I—R的图像（见图乙）.(1)由图乙，分析得出电流与电阻的关系是：__________

2、___________________.(2)你认为小宇在探究电流与电阻的关系时，为确保实验能正常操作，应调节电阻箱R的值，使之范围控制在（）A．R≤15ΩB．R≥1.5ΩC．R≥2.5ΩD．2.5Ω≤R≤15Ω分析与解：在研究电流与电阻关系的实验操作中，要保证影响电流的其它因素不变，在变换R接入的电阻值后，需调节滑动变阻器的滑片P，使a、b间电压保持不变，即电压表示数为1.5V，滑动变阻器分到的电压为：U－Uab=4.5V－1.5V=3V.(1)由图像乙，分析得出的结论是：电压一定，通过导体的电流与该导体的电压成反比。(2)若ab间接入的电阻R大到一

3、定值后，即使滑动变阻器移到最大值，由串联的分压原理，所分到的电压就达不到3V了；故有R值的最大限：R≤1.5V/（3V÷30Ω）=15Ω.若ab间接入的电阻R过小，当调至它两端电压为1.5V时，有可能导致电流表示数超量程Im=0.6A；故有R值的最小限：R≥1.5V/0.6A=2.5Ω.综上只有当ab间电阻控制在2.5Ω≤R≤15Ω，方可满足控制变量法这一探究要求.故选D.题2欲测出额定电压为3.6V，正常发光时的灯丝电阻约为12Ω的小灯泡的额定功率.给你一电压恒为6V的电源，一只“0—15V”档已烧坏但“0—3V”档完好的电压表，一只“0—0.6—3

4、A”的电流表，开关一只，导线若干，可供选择的滑动变阻器有“5Ω2A”、“10Ω1.5A”、“20Ω1A”三种.（1）请你画出测定灯泡额定功率的电路图；（2）选取实验器材时，电流表选_______档，滑动变阻器应选______规格为宜.分析与解：（1）本道题若按常规连接，因灯泡的额定电压大于电压表的量程而无法实施.但因电源电压与额定电压差：U－U额=6V－3.6V=2.4V<3V，故可将电压表接在滑动变阻器两端，通过调节滑动变阻器的阻值，使电压表示数达2.4V，即可认定灯泡正常发光.设计的电路图见右图.（2）实验过程中为使灯泡由较暗调至正常发光，是通过改

5、变滑动变阻器接入电路中的电阻值，使电压表达2.4V，读取对应的电流值即可.因而电路中的最大电流Im=I额＝U额/RL=3.6V/12Ω=0.3A<0.6A，故电流表选“0—0.6A”档.正确的实验操作步骤是在电路接好后，闭合电键前，滑动变阻器的滑键应移至最大位置.而滑动变阻器接入电路中的电阻值越大，分得的电压就越大，故当滑动变阻器的最大值R′m接入电路时，应满足电压表不能超过3V.则R′m≤U′m/=3V/.又因为变阻器接入电路中的电阻值变小，分得的电压变减少.为使灯正常发光，变阻器必须要分得U′=U－U额=2.4V电压.则R′≥U′/=2.4V/=8

6、Ω.可见滑动变阻器接入电路中的取值范围8Ω