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“用滑動變阻器改變電流”的實驗,已將所用器材連成部分電路.若要求滑動變阻器的滑片P向右移動時,通過小燈泡中的電流變大,在下圖中補畫一根導線,組成符合要求的電路:
(2)為了做“測定小燈泡電阻”的實驗,請你再將電壓表接在小燈泡兩端(在上圖中補畫出導線).在連成正確電路后閉合開關S,兩電表的指針位置如圖所示,則燈泡的電阻為________Ω.
(3)他們繼續用上圖所示裝置來探究電流跟電壓、電阻的關系.首先把2歐姆的電阻接入原來小燈泡的位置,調節變阻器,依次測得數據如表一.
表一
次數 | 電阻R=2Ω | |
電壓(V) | 電流(A) | |
1 | 1 | 0.5 |
2 | 1.6 | 0.8 |
3 | 2 | 1 |
次數 | 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,記錄讀數如表二所示.
由表二中的實驗數據發現,通過導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)在物理實驗探究中,我們經常要遇到某個因素受到多個其他因素影響的問題,一般采用變量控制法.例如:在上述實驗中________實驗就是用的這種方法.
解:(1)滑動變阻器滑片右移,燈泡電流變大,電路電流變大,電路總電阻變小,滑動變阻器連入電路電阻變小,滑動變阻器接右半段,滑動變阻器選右下端接線柱串聯在電路中.
燈泡實際電流大約為:I===0.3A<0.6A,電流表選擇0~0.6A量程,電流表與燈泡串聯,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,電流從正接線柱流入,從負接線柱流出,如圖(綠線連接).
電壓表選擇0~3V量程,每一個大格代表1V,每一個小格代表0.1V,電壓為1.8V,
電流表選擇0~0.6A量程,每一個大格代表0.2A,每一個小格代表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,電流跟電壓成正比.
探究電流跟電阻關系時,要保持電壓不變.
實驗時,分別把1Ω、2Ω、3Ω電阻接入原燈泡位置,立即閉合開關,原燈泡位置接入的電阻越大,分擔的電壓越大,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.
實驗時,應該把1Ω、2Ω、3Ω電阻接入原燈泡位置時,調節滑動變阻器滑片,使定值電阻兩端電壓相等.
(4)電流跟電壓和電阻同時有關,探究電流跟電壓、電流跟電阻的關系時,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;調節滑動變阻器的滑片,使定值電阻兩端的電壓相等;
(4)電阻不變時,研究電流與電壓的關系(或在電壓不變時,研究電流與電阻的關系).
(1)滑動變阻器滑片右移,燈泡電流變大,電路總電阻減小,滑動變阻器連入電路的電阻變小,確定下面接入的接線柱,把滑動變阻器串聯在電路中.
(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,注意正負接線柱.
由燈泡的實際電壓和電阻,求電流,確定電流表的量程,電流表與燈泡串聯.
電壓表和電流表讀數:確定使用的量程,確定每一個大格和每一個小格各代表多少.
知道燈泡電壓和電流,根據R=計算電阻.
(3)在電阻不變時,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,電流跟電阻成反比,實驗發現,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,探究電流跟電壓的關系,保持電阻不變,探究電流跟電阻的關系,保持電壓不變,這種方法是控制變量法.
點評:(1)電壓表量程由電源電壓和燈泡電壓的最小值來確定.
電流表的量程根據額定電壓和電阻或額定電壓和額定功率來確定.
(2)本實驗實質上通過利用控制變量法,探究歐姆定律中電流跟電壓、電阻的關系.