實(shí)驗(yàn)初中物理興趣小組的小華和小舒同學(xué)為“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”,在實(shí)驗(yàn)室找來(lái)了以下實(shí)驗(yàn)器材:學(xué)生電源(電壓恒為4.5V),滑動(dòng)變阻器(“20Ω,1A”),阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻各一個(gè),電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V、開關(guān)各一只,導(dǎo)線若干。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)小華設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖并連接成圖乙所示的實(shí)物圖。他將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大,若閉合開關(guān),則乙圖中
電流表
電流表
無(wú)示數(shù)(填“電流表”或“電壓表”),這是因?yàn)橐覉D中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)谠搶?dǎo)線上打“×”,并畫出正確的連線。
(2)正確連接電路后,小華接入10Ω的定值電阻進(jìn)行“電流與電壓關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的探究,得出3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表1中,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:當(dāng)電阻一定時(shí),電流與電壓成
正
正
比(填“正”或“反”)。
表1:
實(shí)驗(yàn)次數(shù) |
1 |
2 |
3 |
電壓U/V |
1.5 |
2 |
2.5 |
電流I/A |
0.15 |
0.2 |
0.25 |
表2:
實(shí)驗(yàn)次數(shù) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
電阻R/Ω |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
電流I/A |
0.4 |
0.2 |
0.13 |
|
|
(3)接下來(lái)小舒分別接入不同阻值的定值電阻探究“電流與電阻的關(guān)系”。他先用5Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),閉合開關(guān)S后,移動(dòng)滑片P,控制定值電阻兩端的電壓為2V;斷開開關(guān)后,保持滑片P位置不變,用10Ω的定值電阻替換5Ω,再次閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)如圖丙所示為
2.7
2.7
V,此時(shí)應(yīng)向
右
右
(填“左”或“右”)移動(dòng)滑片P才能達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。
(4)小舒更換其它電阻,繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn),測(cè)得數(shù)據(jù)記錄在表2中,其中第4和第5組數(shù)據(jù)未完成收集。為了順利收集第4和第5組數(shù)據(jù),更好地得出普遍規(guī)律,小舒應(yīng)在圖甲電路的
b
b
(填“a”或“b”)點(diǎn)串聯(lián)一個(gè)定值電阻,串聯(lián)的定值電阻的阻值范圍為
11.25~25
11.25~25
Ω。改進(jìn)后正確操作,收集數(shù)據(jù),可以分析得出的結(jié)論是:
電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與其電阻成反比
電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與其電阻成反比
。
(5)下列圖像中,能大致反映小舒實(shí)驗(yàn)的各個(gè)物理量之間的變化關(guān)系的是
ACD
ACD
。
(6)小舒完成上述實(shí)驗(yàn)后,想用電壓表和一個(gè)阻值為R
0的定值電阻。在電源電壓未知的情況下,測(cè)量額定電流為I
額的小燈泡的額定功率,設(shè)計(jì)了如圖丁所示電路,請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)步驟:
①閉合S、S
1,斷開S
2,為使小燈泡中的電流為額定電流I
額,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為
I額R0
I額R0
;(用I
額、R
0表示)
②保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,閉合S、S
2,斷開S
1,讀出電壓表示數(shù)為U;
③小燈泡的額定功率P
額=
(U-I額R0)I額
(U-I額R0)I額
。(用I
額、R
0、U表示)