(2013?南崗區(qū)二模)曉彤和小雪利用不同阻值的電熱絲探究“電流和電阻的關(guān)系”,設(shè)計了如圖所示的電路,其思路是:改變電熱絲的阻值,獲取相應(yīng)的電流,分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論.實驗中獲得的數(shù)據(jù)如下表所示.
電阻R/Ω |
5 |
10 |
15 |
20 |
電流I/A |
0.60 |
0.32 |
0.22 |
0.18 |
(1)請你根據(jù)曉彤和小雪的設(shè)計思路連接電路.(圖有變化)
(2)曉彤和小雪分析表中數(shù)據(jù)后,得出的實驗結(jié)論是
電熱絲的電阻越大,電流越小
電熱絲的電阻越大,電流越小
.
曉彤和小雪的實驗數(shù)據(jù)中,無法得出“電流跟電阻成正比”的結(jié)論.請你分析其原因(要求有必要的計算過程).
(3)曉彤和小雪繼續(xù)思考到:實驗中,電源消耗的電能哪去了呢?為了在原實驗的基礎(chǔ)上,探究這一問題,請你敘述實驗思路(可使用原裝置,也可以增加適當?shù)膶嶒炂鞑模?/div>
分析:(1)將電流表、滑動變阻器、電阻組成串聯(lián)電路;
(2)根據(jù)表格中電阻好電流的大小變化情況得出結(jié)論;
要得出電流和電阻的反比例關(guān)系,應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變,所以可以分別求出不同電阻時的電壓值,進行分析;
(3)根據(jù)電流的熱效應(yīng),當電流通過導(dǎo)體時,導(dǎo)體會發(fā)熱,將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
解答:解:(1)將電流表、滑動變阻器、電阻組成串聯(lián)電路,如圖所示:
(2)由表格中數(shù)據(jù)知,電熱絲的電阻越大,電流越小,但不是成正比的關(guān)系;
由I=
得,U=IR,
U
1=I
1R
1=0.6A×5Ω=3V,U
2=I
2R
2=0.32A×10Ω=3.2V,U
3=I
3R
3=0.22A×15Ω=3.3V,U
4=I
4R
4=0.18A×20Ω=3.6V;
由于未保持電阻兩端的電壓不變,所以不能得出電流跟電阻成正比的結(jié)論;
(3)當電流通過導(dǎo)體時,由于電流的熱效應(yīng),將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以可以讓原電路工作一段時間,用手靠近電熱絲,感覺電熱絲發(fā)熱,則說明電源消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;
或者將電熱絲轉(zhuǎn)入平底燒瓶,不接觸容器,燒瓶的瓶口插入溫度計,通電一段時間后,觀察到溫度計的示數(shù)升高,可知電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
故答案為:
(1)見上圖;
(2)電熱絲的電阻越大,電流越;
由表格中數(shù)據(jù)知,U
1=I
1R
1=0.6A×5Ω=3V,U
2=I
2R
2=0.32A×10Ω=3.2V,U
3=I
3R
3=0.22A×15Ω=3.3V,U
4=I
4R
4=0.18A×20Ω=3.6V,未保持電阻兩端的電壓不變;
(3)讓原電路工作一段時間,用手靠近電熱絲,感覺電熱絲發(fā)熱,則說明電源消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
點評:探究電流和電阻的關(guān)系中,要得出電流和電阻的反比例關(guān)系,必須保持導(dǎo)體兩端的電壓不變,此題通過結(jié)論的得出和分析,考查了學(xué)生對條件的掌握,同時考查了對電路的連接,特別是電流表和滑動變阻器的接法,(3)問中還涉及到了有關(guān)電流熱效應(yīng)的知識.