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18.如图甲是探究电流与电阻关系的实验电路图.

(1)实验需要更换电阻R后控制电阻两端电压不变.
(2)连接电路时,保持开关断开(选填“闭合”或“断开”),滑动变阻器R′的滑片置于左端(选填“左”或“右”).
(3)小明连好实物电路(图乙),进行实验,数据记录如下表,根据实验数据作出的I-R关系图
象如图丙.
 实验次数 1 2 3 4 5
 R/Ω 5 10 15 20 25
 U/V 1.50 1.00 0.75 0.60 0.50
 I/A 0.30 0.20 0.15 0.12 0.10
(4)分析数据和图象不能得到“电压一定时,电流与电阻成反比”的关系,为什么呢?小明仔细检查实验过程,发现是两个错误所致:一是实物电路与电路图不符,他把电压表接错了位置;二是每次更换R后,没有调节R′保持电压表示数不变(填图中元件符号).
(5)老师在批评小明粗心的同时告诉他,他现在的实验也非常有意思:第一是由表中数据可以知道,R′接入电路的电阻等于5Ω,恰好能由此得出:当电阻一定时.通过导体的电流与导体两端的电压成正比.第二是现有实物电路不作任何调整,结合I-R图象可以测定未知电阻的阻值,如:用待测电阻Rx替换R,读出电流表示数为0.25A,利用I-R图象可得Rx=7Ω,但对于某些阻值的Rx,测量不够精确.请你说出对哪些阻值的Rx测量不够精确.Rx的阻值太大,接入电路后对应的电流值小于电流表的分度值0.02A时或Rx和5Ω之和不能被3V整除时,这些电阻接入电路,电流表不能精确地显示它们对应的电流值,则在图象上对应的电阻值也是不精确的.

分析 (1)电流与电压和电阻有关,探究电流与电阻的关系,需控制电阻两端的电压不变;
(2)连接电路时,应断开开关,闭合开关前,应将滑片移至最大阻值处;
(4)实验中,应将电压表与电阻并联,改变电阻后,应调节变阻器的滑片,使电阻两端的电压不变;
(5)整个过程中,滑动变阻器的阻值不变,相当于定值电阻,根据表格中电流和电压的示数可求出滑动变阻器的阻值;
分析可得出电流与电压的正比例关系;
结合图象,分析当电流为0.25A时,图象所对应的电阻值,可得替换电阻的阻值大小;
根据图象得出电阻值,首先要通过电流表进行读数,然后通过图象找到对应的电阻值.若电流值太小或电流表不能精确显示电流值时,便不能精确地得出电阻值.

解答 解:(1)电流与电压和电阻有关,探究电流与电阻的关系,应控制电阻两端的电压不变;
(2)连接电路时,保持开关断开,防止电路出现短路烧坏元件;
由图知,滑动变阻器的下面接了右边的d接线柱,所以在闭合开关前,应将滑片移至最左边,使其阻值最大保护电路;
(4)探究电流与电阻的关系,改变电阻,同时保持电阻两端的电压不变,所以应将电压表与电阻并联,由图知,电压表与滑动变阻器并联了,接法错误;
由表格中数据知,改变电阻时,电压表的示数发生变化,说明电阻两端的电压也发生了变化,没有调节滑动变阻器控制电压表的示数不变;
(5)电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表的示数等于通过滑动变阻器的电流,由表格中数据可知,滑动变阻器接入电路中的电阻:
R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1.50V}{0.30A}$=5Ω;
由表格中数据可知,滑动变阻器的阻值不变,电压表的示数增大为原来的几倍,电流便增大为原来的几倍,可知当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
当电流表的示数为0.25A时,由图象可知,此时对应的电阻值在6Ω与8Ω之间,Rx=7Ω;
若由于Rx的阻值太大,接入电路后对应的电流值小于电流表的分度值0.02A时或Rx和5Ω之和不能被3V整除时,电阻接入电路时,电流表不能精确地显示它们对应的电流值,则在图象上对应的电阻值也是不精确的.
故答案为:(1)电压;(2)断开;左;(4)电压;R′;(5)5;反比;7;Rx的阻值太大,接入电路后对应的电流值小于电流表的分度值0.02A时或Rx和5Ω之和不能被3V整除时,这些电阻接入电路,电流表不能精确地显示它们对应的电流值,则在图象上对应的电阻值也是不精确的.

点评 本题是探究电流和电阻的关系探究实验,变相探究了电流与电压的关系,考查了控制变量法的应用及对实验数据的分析能力.

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实验
次数
动滑轮重G/N物重G/N钩码上升高度h/m动力F/N动力作用点移动距离s/m滑轮组的机械效率η/%
10.510.10.70.347.6%
20.520.11.10.360.6%
30.540.120.366.7%
(1)请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法;
(2)将表格中的数据补充完整;
(3)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度,提升的物重增加时,有用功将增大;克服动滑轮重所做的功将不变,额外功将变大(以上选填“变大”、“变小”或“不变”).进一步分析可知,在动滑轮和绳重一定的情况下,该滑轮组的机械效率与物重和摩擦有关.

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