問題詳情:
某小組四位同學透過實驗探究並聯電路的電阻特*,他們的研究過程如下:
(1)猜想和問題:他們在完成“電流表、電壓表測電阻”後,接着又將另一電阻R2並接在電阻R1兩端,如圖所示,再次閉合電鍵後,發現電壓表示數幾乎不變,電流表示數變化了一點.據此現象,他們提出:
(i)由R1 R2兩個電阻組成的並聯電路與導體一樣,也具有阻礙電流通過的本領.
(ii)問題:兩個電阻R1 R2並聯在一起後,這段電路的總電阻與每個導體的電阻之間會存在怎樣的數量關係呢?
(2)探究:他們利用圖所示的電路繼續實驗,先後將兩個阻值已知的電阻並接在電路AB兩點上,用電流表、電壓表測出相應的總電流和總電壓,並用公式R=計算出對應的總電阻.他們將有關的實驗數據記錄在如表中.
實驗序號 | R1 (歐) | R2 (歐) | R (歐) |
1 | 20 | 20 | 10 |
2 | 20 | 10 | 6.7 |
3 | 20 | 5 | 4 |
4 | 10 | 5 | 3.3 |
①透過交流各自的實驗數據,大家初步分析比較表一中實驗序號1、2、3或4中的數據,比較R與R1(或R2)的大小,得出定*結論:並聯電路的總電阻總比電路中的任何一條分路中的電阻要 .
②分析實驗序號1、2與3(或3與4)中R1、R2和R的變化情況,得出初步結論:當並聯電路中一條分路上的電阻不變時,其總電阻會隨另一分路上的電阻 .
③*同學分析表一第二行(實驗序號1)中R與R1(或R2)的大小,認爲“並聯電路的總電阻一定等於某一條分路電阻的一半”.你認爲*同學的分析歸納方法和得出的結論是否正確合理?說出你判斷的理由. .
④經過多次計算和比較,最後大家對錶一中每個電阻計算其倒數值,得到數據如表最後三列所示.
實驗序號 | R1 (歐) | R2 (歐) | R (歐) | (歐﹣1) | (歐﹣1) | (歐﹣1) |
1 | 20 | 20 | 10 | 0.05 | 0.05 | 0.1 |
2 | 20 | 10 | 6.7 | 0.05 | 0.1 | 0.15 |
3 | 20 | 5 | 4 | 0.05 | 0.2 | 0.25 |
4 | 10 | 5 | 3.3 | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
進一步分析比較表二中實驗序號1、2、3或4中最後三列得到的各電阻倒數之間的大小關係,歸納得到它們間的定量關係是: .
【回答】
【考點】控制變量法與探究*實驗方案.
【分析】由表一分析各組數據可得結論;要使結論具有普遍*就要多次測量後再總結結論;
根據表二中的數據不難發現,分電阻的倒數之後等於等效電阻的倒數.
【解答】解:
(2)①比較表一中實驗序號1、2、3或4中的數據,比較R與R1(或R2)的大小可知,總電阻R小於支路電阻R1(或R2),由此得出定*結論:並聯電路的總電阻總比電路中的任何一條分路中的電阻要小;
②分析實驗序號1、2中數據發現R1不變R2減小,總電阻R也跟着變小;與3(或3與4)發現R2不變R1減小,總電阻R也跟着變小;
由此可得出初步結論:當並聯電路中一條分路上的電阻不變時,其總電阻會隨另一分路上的電阻減小而減小;
③由表一第二行(實驗序號1)中R與R1(或R2)的大小,並聯電路的總電阻等於某一條分路電阻的一半;但從實驗序號2、3、4的數據此結論不正確,這是特殊情況,即並聯電路的總電阻不一定等於某一條分路電阻的一半.由此可知,只透過一次實驗數據得出的結論不具有普遍*;
④根據表二中的數據可以發現,分電阻的倒數之和等於等效電阻的倒數,即: =+.
故*爲:①小;②減小而減小;③只透過一次實驗數據得出的結論不具有普遍*;④=+.
知識點:電阻的測量
題型:實驗,探究題