如圖所示,小燈泡的額定電壓為3.8V,電阻大約為10Ω,電源電壓不大于3V.
(1)為了做“用滑動(dòng)變阻器改變電流”的實(shí)驗(yàn),已將所用器材連成部分電路.若要求滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí),通過小燈泡中的電流變大,在下圖中補(bǔ)畫一根導(dǎo)線,組成符合要求的電路:
(2)為了做“測(cè)定小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn),請(qǐng)你再將電壓表接在小燈泡兩端(在上圖中補(bǔ)畫出導(dǎo)線).在連成正確電路后閉合開關(guān)S,兩電表的指針位置如圖所示,則燈泡的電阻為________Ω.
(3)他們繼續(xù)用上圖所示裝置來探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系.首先把2歐姆的電阻接入原來小燈泡的位置,調(diào)節(jié)變阻器,依次測(cè)得數(shù)據(jù)如表一.
表一
次數(shù) | 電阻R=2Ω | |
電壓(V) | 電流(A) | |
1 | 1 | 0.5 |
2 | 1.6 | 0.8 |
3 | 2 | 1 |
次數(shù) | 電壓(V) | 電流(A) |
1(R=1Ω) | 0.6 | 0.6 |
2(R=2Ω) | 1 | 0.5 |
3(R=3Ω) | 1.3 | 0.43 |
然后研究電壓不變情況下電流與電阻的關(guān)系.其操作步驟是分別把1Ω、2Ω、3Ω的電阻接入原小燈泡的位置,立即閉合開關(guān),記錄讀數(shù)如表二所示.
由表二中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),通過導(dǎo)體的電流跟它的電阻不成反比,其原因可能是遺漏了重要的操作步驟.此步驟是________.
(4)在物理實(shí)驗(yàn)探究中,我們經(jīng)常要遇到某個(gè)因素受到多個(gè)其他因素影響的問題,一般采用變量控制法.例如:在上述實(shí)驗(yàn)中________實(shí)驗(yàn)就是用的這種方法.
解:(1)滑動(dòng)變阻器滑片右移,燈泡電流變大,電路電流變大,電路總電阻變小,滑動(dòng)變阻器連入電路電阻變小,滑動(dòng)變阻器接右半段,滑動(dòng)變阻器選右下端接線柱串聯(lián)在電路中.
燈泡實(shí)際電流大約為:I===0.3A<0.6A,電流表選擇0~0.6A量程,電流表與燈泡串聯(lián),如圖(紅線連接).
(2)電源電壓為3V,燈泡兩端最大電壓為3V,電壓表選擇0~3V量程,電壓表與燈泡并聯(lián),電流從正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出,如圖(綠線連接).
電壓表選擇0~3V量程,每一個(gè)大格代表1V,每一個(gè)小格代表0.1V,電壓為1.8V,
電流表選擇0~0.6A量程,每一個(gè)大格代表0.2A,每一個(gè)小格代表0.02A,電流為0.2A,
所以R′===9Ω.
(3)由表一得:=定值,所以在電阻一定時(shí),電流跟電壓成正比.
探究電流跟電阻關(guān)系時(shí),要保持電壓不變.
實(shí)驗(yàn)時(shí),分別把1Ω、2Ω、3Ω電阻接入原燈泡位置,立即閉合開關(guān),原燈泡位置接入的電阻越大,分擔(dān)的電壓越大,沒有保持電阻兩端的電壓不變,所以得到電流跟電阻不成反比.
實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)該把1Ω、2Ω、3Ω電阻接入原燈泡位置時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,使定值電阻兩端電壓相等.
(4)電流跟電壓和電阻同時(shí)有關(guān),探究電流跟電壓、電流跟電阻的關(guān)系時(shí),采用控制變量法.
故答案為:(1)如圖紅線連接;(2)如圖綠線連接;9;
(3)正;調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使定值電阻兩端的電壓相等;
(4)電阻不變時(shí),研究電流與電壓的關(guān)系(或在電壓不變時(shí),研究電流與電阻的關(guān)系).
(1)滑動(dòng)變阻器滑片右移,燈泡電流變大,電路總電阻減小,滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻變小,確定下面接入的接線柱,把滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中.
(2)由燈泡的電源電壓確定電壓表的量程,電壓表與燈泡并聯(lián),注意正負(fù)接線柱.
由燈泡的實(shí)際電壓和電阻,求電流,確定電流表的量程,電流表與燈泡串聯(lián).
電壓表和電流表讀數(shù):確定使用的量程,確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格各代表多少.
知道燈泡電壓和電流,根據(jù)R=計(jì)算電阻.
(3)在電阻不變時(shí),的比值是定值,電流跟電壓成正比,否則不成正比.
由歐姆定律知,電壓一定時(shí),電流跟電阻成反比,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),電流跟電阻不成反比,沒有控制好前提條件不變.
(4)電流跟電壓和電阻有關(guān),探究電流跟電壓的關(guān)系,保持電阻不變,探究電流跟電阻的關(guān)系,保持電壓不變,這種方法是控制變量法.
點(diǎn)評(píng):(1)電壓表量程由電源電壓和燈泡電壓的最小值來確定.
電流表的量程根據(jù)額定電壓和電阻或額定電壓和額定功率來確定.
(2)本實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)上通過利用控制變量法,探究歐姆定律中電流跟電壓、電阻的關(guān)系.