中考臨近,九年級的學生要在最后幾個周提高物理成績,必須抓住易錯題、常錯題!比如探究 “電流與電阻的關系” 這個實驗,它是中考物理常考實驗,下方這道題幾乎把實驗的所有易錯點都考到了,今天我們就把它徹底搞懂。
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(1)電路連接題:抓住 “滑片右移電流變小” 這個關鍵!
題目要求滑片向右移動時電流表示數變小,說明電路電阻要變大。滑動變阻器要 “一上一下” 接線,想讓滑片右移電阻變大,就得把左下方的接線柱接入電路。這樣滑片向右滑時,接入電路的電阻絲變長,電阻變大,電流自然變小。電壓表要并聯在定值電阻兩端,導線不交叉就能完成連接。
(2)故障分析:電流表有示數、電壓表無示數,怎么判斷?
電流表有示數,說明電路是通路,沒有斷路。電壓表沒示數,說明電壓表并聯的部分短路了,也就是定值電阻短路。如果定值電阻斷路,電壓表會串聯在電路中,示數接近電源電壓,電流表幾乎無示數,和題目現象不符,所以故障就是定值電阻短路。
(3)換電阻后的滑片調節:抓住 “控制定值電阻兩端電壓不變”
當電阻是 5Ω 時,電流是 0.6A,兩者的乘積就是定值電阻兩端的電壓,也就是 3V,所以實驗中要讓電壓表一直保持 3V 不變。
把 10Ω 的電阻換成 5Ω 的電阻后,根據串聯分壓規律,定值電阻的阻值變小,它分到的電壓也會變小。為了讓它的電壓回到 3V,我們需要減小滑動變阻器分到的電壓,也就是減小滑動變阻器的電阻。滑動變阻器左下方接線柱接入電路,滑片向左滑時,接入的電阻絲變短,電阻變小,所以滑片要向左滑,讓電壓表示數恢復到 3V。
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(4)找出 “未調節滑片” 的那次實驗,此問出錯率最高!
實驗中滑動變阻器的最大阻值是 50Ω,電源電壓 4.5V,定值電阻兩端電壓控制在 3V,那么滑動變阻器兩端的電壓就是 1.5V。根據串聯分壓,定值電阻和滑動變阻器的電壓比是 2:1,所以它們的電阻比也得是 2:1。
我們看丙圖的數據,5Ω、10Ω、15Ω、25Ω 這幾個電阻,電流和電阻的乘積都是 3V,說明電壓控制得很好。但 20Ω 的電阻,電流是 0.18A,乘積是 3.6V,不是 3V,這說明這次實驗沒控制好電壓,也就是沒移動滑片。
那這次實驗之前的那次,用的是什么電阻呢?當定值電阻是 20Ω,電流 0.18A 時,電路的總電阻是 25Ω,所以滑動變阻器的電阻是 25Ω-20Ω=5Ω。滑動變阻器的滑片沒動,說明上一次實驗時,滑動變阻器的電阻也是 5Ω。上一次實驗中,定值電阻兩端電壓是 3V,滑動變阻器兩端電壓是 1.5V,電壓比還是 2:1,所以定值電阻的阻值就是滑動變阻器的 2 倍,也就是 10Ω。
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(5)實驗結論:別寫反了!
實驗的核心結論是:當導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。要注意,是電流隨電阻的變化而變化,不能說 “電阻與電流成反比”,因為電阻是導體本身的性質,不會隨電流改變。
這道題的每一問,都對應著實驗的一個核心考點,從電路連接、故障分析,到控制變量法的應用、數據分析,全都是中考的重點。把這些思路吃透,以后遇到同類題就不會再掉坑啦!
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