小周同学在做探究“电流与电阻的关系”实验时,他设计连接了如图所示的实物连接图。
(1)请你依题中的实物连接图画出相应的电路图。
(2)实验中,小周同学先将5Ω的电阻R接入电路,电路连接完全正确,将滑动变阻器阻值调至最大处,闭合开关S就直接读出了电流表的示数,并把数据记录在表格中。然后再分别用10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻,重复上述操作。他在实验操作过程中的错误是没有保持电阻R的_______不变。
(3)小周同学发现错误后重新进行实验,得到的数据如下表所示。根据表中的实验数据得出的结论是:_______。
(4)小周同学发现有一个小灯泡,于是用这个小灯泡替换20Ω的电阻后,继续进行实验。电表测得示数如图所示,可知小灯泡的阻值是_______ Ω。
(1)如图所示(2)电压(3)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
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【解析】(1)根据实物图,滑动变阻器、电流表、定值电阻R、开关和电源串联组成闭合回路,
电压表与定值电阻R并联,画出其电路原理图如上图所示。
(2)流过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻两个因素有关,要利用控制变量法探究电流与电阻的关系,就必须保持电阻两端的电压不变。
(3)在保持电压一定时,得到题中记录的表格,根据表格数据发现,每次实验的电流值与电阻值的乘积一定,即IR=2.4V(不变),可得出结论,电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)根据电表读数可得,灯泡两端电压U=2.4V,流过灯泡的电流I=0.3A,所以小灯泡的阻值R=U/I=2.4V/0.3A=8Ω。